Swift 之 ? 和 !

Swift 语言使用 var 定义变量,但和别的语言不同,Swift 里不会自动给变量赋初始值,也就是说变量不会有默认值,所以要求使用变量之前必须要对其初始化。如果在使用变量之前不进行初始化就会报错:

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var stringValue : String
//error: variable 'stringValue' used before being initialized
//let hashValue = stringValue.hashValue
// ^
let hashValue = stringValue.hashValue

上面了解到的是普通值,接下来 Optional 值要上场了。经 喵神 提醒,Optional 其实是个 enum,里面有NoneSome两种类型。其实所谓的 nil 就是 Optional.None, 非 nil 就是Optional.Some, 然后会通过Some(T) 包装(wrap)原始值,这也是为什么在使用 Optional 的时候要拆包(从 enum 里取出来原始值)的原因, 也是 PlayGround 会把 Optional 值显示为类似 {Some "hello world"} 的原因,这里是 enum Optional 的定义:

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enum Optional<T> : LogicValue, Reflectable {
case None
case Some(T)
init()
init(_ some: T)

/// Allow use in a Boolean context.
func getLogicValue() -> Bool

/// Haskell's fmap, which was mis-named
func map<U>(f: (T) -> U) -> U?
func getMirror() -> Mirror
}
声明为 Optional 只需要在类型后面 紧跟 一个 ? 即可。如:

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var strValue: String?   //? 相当于下面这种写法的语法糖
var strValue: Optional<String>

上面这个 Optional 的声明,意思不是 " 我声明了一个 Optional 的 String 值 ", 而是 " 我声明了一个 Optional 类型值,它可能包含一个 String 值,也可能什么都不包含 ",也就是说实际上我们声明的是 Optional 类型,而不是声明了一个 String 类型,这一点需要铭记在心。

一旦声明为 Optional 的,如果不显式的赋值就会有个默认值 nil。判断一个 Optional 的值是否有值,可以用 if 来判断:

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if strValue {
//do sth with strValue
}
然后怎么使用 Optional 值呢?文档中也有提到说,在使用 Optional 值的时候需要在具体的操作,比如调用方法、属性、下标索引等前面需要加上一个?,如果是 nil 值,也就是Optional.None,会跳过后面的操作不执行,如果有值,就是Optional.Some,可能就会拆包(unwrap),然后对拆包后的值执行后面的操作,来保证执行这个操作的安全性,比如:

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let hashValue = strValue?.hashValue

strValue 是 Optional 的字符串,如果 strValue 是 nil,则 hashValue 也为 nil,如果 strValue 不为 nil,hashValue 就是 strValue 字符串的哈希值(其实也是用 Optional wrap 后的值)

另外,? 还可以用在安全地调用 protocol 类型方法上,比如:

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@objc protocol Downloadable {
@optional func download(toPath: String) -> Bool;
}

@objc class Content: Downloadable {
//download method not be implemented
}

var delegate: Downloadable = Downloadable()
delegate.download?("some path")

因为上面的 delegate 是 Downloadable 类型的,它的 download 方法是 optional,所以它的具体实现有没有 download 方法是不确定的。Swift 提供了一种在参数括号前加上一个 ? 的方式来安全地调用 protocol 的 optional 方法。

另外如果你需要像下面这样向下转型(Downcast),可能会用到 as?

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if let dataSource = object as? UITableViewDataSource {
let rowsInFirstSection = dataSource.tableView(tableView, numberOfRowsInSection: 0)
}

到这里我们看到了 ? 的几种使用场景:

  1. 声明 Optional 值变量
  2. 用在对 Optional 值操作中,用来判断是否能响应后面的操作
  3. 用于安全调用 protocol 的 optional 方法
  4. 使用 as? 向下转型(Downcast)

另外,对于 Optional 值,不能直接进行操作,否则会报错:

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//error: 'String?' does not have a member named 'hashValue'
//let hashValue = strValue.hashValue
// ^ ~~~~~~~~~

let hashValue = strValue.hashValue

上面提到 Optional 值需要拆包 (unwrap) 后才能得到原来值,然后才能对其操作,那怎么来拆包呢?拆包提到了几种方法,一种是Optional Binding, 比如:

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if let str = strValue {
let hashValue = str.hashValue
}
还有一种是在具体的操作前添加 ! 符号,好吧,这又是什么诡异的语法?!

直接上例子,strValue 是 Optional 的 String:

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let hashValue = strValue!.hashValue
这里的 ! 表示“我确定这里的的 strValue 一定是非 nil 的,尽情调用吧” ,比如这种情况:

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if strValue {
let hashValue = strValue!.hashValue
}
{}里的 strValue 一定是非 nil 的,所以就能直接加上!,强制拆包 (unwrap) 并执行后面的操作。 当然如果不加判断,strValue 不小心为 nil 的话,就会出错,crash 掉。

考虑下这一种情况,我们有一个自定义的 MyViewController 类,类中有一个属性是 myLabel,myLabel 是在 viewDidLoad 中进行初始化。因为是在 viewDidLoad 中初始化,所以不能直接声明为普通值:var myLabel : UILabel,因为非 Optional 的变量必须在声明时或者构造器中进行初始化,但我们是想在 viewDidLoad 中初始化,所以就只能声明为 Optional:var myLabel: UILabel?, 虽然我们确定在 viewDidLoad 中会初始化,并且在 ViewController 的生命周期内不会置为 nil,但是在对 myLabel 操作时,每次依然要加上! 来强制拆包(在读取值的时候,也可以用?,谢谢 iPresent 在回复中提醒),比如:

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myLabel!.text = "text"
myLabel!.frame = CGRectMake(0, 0, 10, 10)
...
对于这种类型的值,我们可以直接这么声明:var myLabel: UILabel!, 果然是高 (hao) 大(gui)上 (yi) 的语法!, 这种是特殊的 Optional,称为 Implicitly Unwrapped Optionals, 直译就是隐式拆包的 Optional,就等于说你每次对这种类型的值操作时,都会自动在操作前补上一个! 进行拆包,然后在执行后面的操作,当然如果该值是 nil,也一样会报错 crash 掉。

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var myLabel: UILabel!  //! 相当于下面这种写法的语法糖
var myLabel: ImplicitlyUnwrappedOptional<UILabel>

那么 ! 大概也有两种使用场景

  1. 强制对 Optional 值进行拆包(unwrap)
  2. 声明 Implicitly Unwrapped Optionals 值,一般用于类中的属性

Swift 是门新生的语言,我们有幸见证了它的诞生,激动之余也在佩服苹果大刀阔斧的推出一个新的语言替代一个已经比较成熟语言的魄力,今天在知乎日报上看到一个回答是说 Swift 是一门玩具语言,正当想去吐槽,发现回答已经被删除了。个人认为苹果是很认真的推出 Swift 的,从 Swift 的各种细微的设计也能看的出来。

另外这两个小符号就花费了我不少的时间来理解,可能依然会有错误和不妥之处,欢迎大家指正,本文旨在抛砖引玉。除此之外,Swift 还有很多很棒的特性,WWDC 2014 会有四五个和 Swift 语言相关的 Video,大家也可以去关注一下。

最后要感谢 喵神 的纠正了多处有问题的地方,thx, have fun!

REF

  1. The Swift Programming Language
  2. Understanding Optionals in Swift