疯狂Swift讲义（第2版）

基于Swift 2.1版本写成，针对Swift 1.x和2.x变化比较大的特点进行了彻底升级。不仅百分百覆盖Apple官方Swift编程指南，更有丰富案例便于读者学习和领悟。书中代码的注释非常详细，不仅注释的数量庞大，而且把一些简单知识点之间写到注释里，力求读者轻松上手。在书中前言的*后位置列出了全书配套代码的下载地址，供读者免费试用。 

Swift正逐步进入iOS APP的实际应用开发，而Apple在WWDC2015上发布了Swift 2.0版本，这也表明了Apple对Swift的支持决心，不难预测，Swift的市场份额肯定会超过传统的Objective-C。本书是《疯狂Swift讲义》的第2版，本书以新的OS X 10.11为平台、以Xcode 7.1为开发工具，全面介绍了Swift 2.1的语法以及使用Swift开发iOS应用的知识。本书全面覆盖了Swift的基本语法结构、Swift函数式编程特征、Swift的面向对象特征、Foundation框架的核心类库用法等知识，并通过示例介绍了如何在iOS应用中混合使用Swift与Objective-C进行开发。本书重点介绍了repeat while循环、guard语句、API检查、条件编译、Set集合、错误处理机制、协议扩展等Swift 2.x新增的内容，这样新增的内容使得Swift具有更强的生命力。本书并不局限于介绍Swift的简单语法，而是从“项目驱动”的角度来讲授理论。全书为Swift所有语法提供了大量的示例程序，大部分地方甚至从正、反两方面举例，务求使读者能举一反三地真正掌握Swift编程。如果读者在阅读本书时遇到了技术问题，可以登录疯狂Java联盟（http://www.crazyit.org）发帖，笔者将会及时予以解答。

李刚，十余年软件开发从业经验，疯狂软件教育中心教学总监。疯狂Java实训营创始人，疯狂Java体系原创图书作者。广东技术师范学院计算机科学系兼职副教授，51CTO专家门诊特邀嘉宾。培训的学生已在华为、IBM、阿里软件、网易、电信盈科等名企就职。国内知名高端IT技术图书作家，已出版《疯狂Java讲义》《疯狂Android讲义》《轻量级JavaEE企业应用实战》《疯狂iOS讲义（基础篇）（提高篇）》《疯狂前端开发讲义》《疯狂HTML5/CSS3/JavaScript讲义》《疯狂XML讲义》《经典JavaEE企业应用实战》《Struts2。x专业指南》等著作。其中疯狂Java体系图书均已沉淀多年，赢得极高的市场认同，多次重印，多部著作印刷数量超过10万册，并被多所“985”“211”院校选作教材，部分图书已被翻译成繁体中文版，授权到中国台湾地区。

第1章　Swift语言与开发环境 1
1．1　Swift语言简介 2
1．1．1　Swift语言
2
1．1．2　关于Swift的几个误解 2
1．2　搭建Swift开发环境 3
1．2．1　下载和安装Xcode
4
1．2．2　安装辅助工具和文档 6
1．3　第一个Swift程序 7
1．3．1　Swift程序入口
7
1．3．2　使用Playground工具 8
1．3．3　开发Swift项目 10
1．4　使用终端窗口编译、运行Swift程序
12
1．4．1　使用swiftc编译Swift程序 12
1．4．2　使用swift交互命令 14
1．5　熟悉Xcode
14
1．5．1　创建iOS项目 14
1．5．2　熟悉导航面板 15
1．5．3　熟悉检查器面板 18
1．5．4　熟悉库面板
20
1．5．5　使用Xcode的帮助系统 22
1．6　本章小结 24
第2章　Swift的基本数据类型 25
2．1　注释
26
2．2　变量与常量 27
2．2．1　分隔符 27
2．2．2　标识符规则 29
2．2．3　Swift的关键字
29
2．2．4　声明变量和常量 30
2．2．5　输出变量和常量 32
2．3　整型 32
2．4　浮点型
34
2．5　数值型之间的类型转换 35
2．5．1　整型之间的转换 35
2．5．2　浮点型与整型之间的转换 37
2．6　Bool型
38
2．7　元组（tuple）类型 38
2．7．1　定义元组类型的变量 39
2．7．2　获取元组中的元素值
39
2．7．3　为元组中的元素命名 40
2．8　可选类型 40
2．8．1　可选和nil 41
2．8．2　强制解析
42
2．8．3　可选绑定 43
2．8．4　隐式可选类型 43
2．9　类型别名 45
2．10　字符和字符串
45
2．10．1　字符类型 45
2．10．2　字符串类型 46
2．10．3　字符串的可变性 48
2．10．4　字符串的基本操作
48
2．10．5　字符串比较 50
2．10．6　获取字符串中字符的Unicode编码 50
2．11　本章小结
51
第3章　运算符和表达式 52
3．1　赋值运算符 53
3．2　算术运算符 54
3．3　溢出运算符 57
3．3．1
 值的上溢 57
3．3．2　值的下溢 58
3．4　位运算符 58
3．5　扩展后的赋值运算符 61
3．6　范围运算符
61
3．6．1　闭范围运算符 61
3．6．2　半开范围运算符 61
3．7　比较运算符 62
3．8　逻辑运算符
63
3．8．1　Swift的3个逻辑运算符 63
3．8．2　组合逻辑与括号 63
3．9　三目运算符
64
3．10　nil合并运算符 65
3．11　运算符的结合性和优先级 66
3．12　本章小结 67
第4章　流程控制
68
4．1　顺序结构 69
4．2　分支结构 69
4．2．1　if条件语句 69
4．2．2　switch分支语句
72
4．2．3　switch不存在隐式贯穿（fallthrough）和显式贯穿 73
4．2．4　使用break结束switch
74
4．2．5　switch的范围匹配 75
4．2．6　switch的元组匹配 75
4．2．7　case的值绑定
77
4．2．8　case的where子句 78
4．3　循环结构 79
4．3．1　while循环语句 79
4．3．2　repeat
while循环语句 80
4．3．3　for循环 81
4．3．4　for-in循环 83
4．3．5　嵌套循环
83
4．4　控制循环结构 84
4．4．1　使用break结束循环 84
4．4．2　使用continue忽略本次循环的剩下语句
85
4．4．3　使用return结束方法 86
4．5　Swift 2新增的guard语句 87
4．6　Swift 2新增的API检查
88
4．7　条件编译 89
4．8　本章小结 90
第5章　集合 91
5．1　数组 92
5．1．1　声明和创建数组
92
5．1．2　使用数组 93
5．1．3　使用for-in遍历数组 95
5．1．4　数组的可变性和数组的修改
95
5．1．5　多维数组 98
5．1．6　数组的应用举例 101
5．2　Set集合 102
5．2．1　声明和创建Set
102
5．2．2　使用Set 103
5．2．3　使用for-in遍历Set 104
5．2．4　Set的可变性和Set的修改
104
5．2．5　Set集合元素与hashValue 106
5．2．6　Set支持的集合运算 106
5．2．7　Set集合的关系运算
107
5．3　字典 108
5．3．1　声明和创建字典 109
5．3．2　使用字典 110
5．3．3　使用for-in遍历字典
111
5．3．4　单独使用字典的keys或values 111
5．3．5　字典的可变性和字典的修改 112
5．3．6　字典的应用举例
113
5．4　集合的复制 114
5．4．1　数组与Set的复制 114
5．4．2　字典的复制 116
5．5　本章小结
117
第6章　函数和闭包 118
6．1　函数入门 119
6．1．1　定义和调用函数 119
6．1．2　函数返回值
120
6．1．3　递归函数 122
6．2　函数的形参 123
6．2．1　外部形参名 123
6．2．2　形参默认值
124
6．2．3　个数可变的形参 125
6．2．4　常量形参和变量形参 126
6．2．5　In-Out形参
126
6．3　函数类型 130
6．3．1　使用函数类型 130
6．3．2　使用函数类型作为形参类型
131
6．3．3　使用函数类型作为返回值类型 133
6．4　函数重载 133
6．5　嵌套函数 135
6．6　嵌套函数与闭包
137
6．6．1　回顾嵌套函数 137
6．6．2　使用闭包表达式代替嵌套函数 137
6．6．3　闭包的escape
138
6．7　闭包表达式 139
6．7．1　调用闭包（使用闭包返回值） 139
6．7．2　利用上下文推断类型
140
6．7．3　省略return 141
6．7．4　省略形参名 141
6．7．5　尾随闭包
142
6．8　捕获上下文中的变量和常量 143
6．9　闭包是引用类型 144
6．10　自动闭包 145
6．11　本章小结
146
第7章　面向对象编程（上） 147
7．1　Swift的面向对象支持 148
7．1．1　面向对象概述
148
7．1．2　Swift的面向对象类型 148
7．2　枚举 149
7．2．1　定义枚举
149
7．2．2　枚举值和switch语句 151
7．2．3　原始值 152
7．2．4　关联值 153
7．2．5　递归枚举
155
7．3　类和结构体 156
7．3．1　定义结构体和类 156
7．3．2　创建实例 160
7．3．3　值类型与引用类型
161
7．3．4　引用类型的比较 163
7．3．5　self关键字 165
7．3．6　类和结构体的选择 167
7．4　存储属性
167
7．4．1　实例存储属性与实例变量 167
7．4．2　结构体常量与实例属性 169
7．4．3　延迟存储属性
169
7．5　计算属性 170
7．5．1　定义计算属性 170
7．5．2　set部分的简化 172
7．5．3　只读的计算属性
173
7．6　属性观察者 173
7．7　方法 175
7．7．1　方法的所属性 176
7．7．2　将方法转换为函数
176
7．7．3　方法的外部形参名 177
7．7．4　Swift方法的命名习惯 179
7．7．5　值类型的可变方法
180
7．7．6　属性和方法的统一 182
7．8　下标 183
7．8．1　下标的基本用法 183
7．8．2　下标重载
185
7．9　可选链 187
7．9．1　使用可选链代替强制解析 187
7．9．2　使用可选链调用方法
189
7．9．3　使用可选链调用下标 190
7．10　类型属性和类型方法 190
7．10．1　类型成员的修饰符
191
7．10．2　值类型的类型属性 191
7．10．3　类的类型属性 192
7．10．4　值类型的类型方法
193
7．10．5　类的类型方法 194
7．11　错误处理 194
7．11．1　抛出错误 195
7．11．2　声明抛出错误
195
7．11．3　使用do-catch捕捉错误 196
7．11．4　将错误转为可选值 197
7．11．5　使错误失效
198
7．11．6　使用defer回收资源 199
7．12　构造器 200
7．12．1　类和结构体的构造器
200
7．12．2　构造器的外部形参名 201
7．12．3　使用闭包或函数为属性设置初始值 203
7．12．4　值类型的构造器重载
204
7．13　可能失败的构造器 205
7．13．1　结构体与可能失败的构造器 206
7．13．2　枚举与可能失败的构造器
207
7．14　本章小结 208
第8章　面向对象编程（下） 209
8．1　继承 210
8．1．1　继承的特点
210
8．1．2　重写父类的方法 211
8．1．3　重写父类的属性 212
8．1．4　重写属性观察者
214
8．1．5　重写父类的下标 214
8．1．6　使用final防止重写 215
8．2　类的构造与析构
217
8．2．1　类的指定构造器和便利构造器 217
8．2．2　类的构造器链 218
8．2．3　两段式构造
220
8．2．4　构造器的继承和重写 223
8．2．5　类与可能失败的构造器 226
8．2．6　可能失败的构造器的传播
227
8．2．7　重写可能失败的构造器 228
8．2．8　子类必须包含的构造器 230
8．2．9　析构器 231
8．3　多态
232
8．3．1　多态性 232
8．3．2　使用is运算符检查类型 233
8．3．3　使用as运算符向下转型
234
8．3．4　Any和AnyObject 236
8．4　嵌套类型 237
8．5　扩展 238
8．5．1　使用扩展添加属性
239
8．5．2　使用扩展添加方法 240
8．5．3　使用扩展添加可变方法 241
8．5．4　使用扩展添加构造器
241
8．5．5　使用扩展添加下标 242
8．5．6　使用扩展添加嵌套类型 242
8．6　协议
243
8．6．1　规范、接口与协议语法 243
8．6．2　协议指定的属性要求 244
8．6．3　协议指定的方法要求
248
8．6．4　协议指定的可变方法要求 249
8．6．5　协议指定的下标要求 251
8．6．6　协议指定的构造器要求
252
8．6．7　使用协议作为类型 254
8．6．8　合成协议 255
8．6．9　通过扩展为已有的类型添加协议
256
8．6．10　唯类（Class-Only）协议 257
8．6．11　可选协议 258
8．6．12　协议扩展
260
8．6．13　输出实例和CustomStringConvertible协议 262
8．6．14　使用自定义类型作为字典的key
263
8．7　隐藏与封装 266
8．7．1　理解封装 266
8．7．2　访问控制符 266
8．7．3　访问控制语法
268
8．7．4　使用访问权限定义类型 269
8．7．5　子类的访问权限 270
8．7．6　常量、变量、属性、下标的访问权限
271
8．7．7　构造器的访问权限 272
8．7．8　协议的访问权限 273
8．7．9　扩展的访问权限
273
8．7．10　类型别名的访问权限 273
8．8　Swift内存管理 273
8．8．1　理解自动引用计数（ARC）
274
8．8．2　强引用循环 276
8．8．3　使用弱引用解决强引用循环 278
8．8．4　使用无主引用解决强引用循环
279
8．8．5　闭包与对象的强引用循环 281
8．8．6　使用弱引用或无主引用解决闭包的强引用循环
282
8．9　Swift面向对象语法总结 283
8．10　本章小结 284
第9章　泛型 285
9．1　泛型的作用
286
9．2　泛型函数 287
9．2．1　定义泛型函数 287
9．2．2　定义多个类型参数 288
9．3　泛型类型
290
9．3．1　定义泛型类型 290
9．3．2　从泛型类派生子类 291
9．3．3　扩展泛型类型 292
9．4　类型约束
292
9．5　关联类型 295
9．5．1　使用关联类型 295
9．5．2　扩展已有类型来确定关联类型
297
9．6　where子句 297
9．6．1　泛型声明的where子句 297
9．6．2　协议扩展的where子句
298
9．7　本章小结 299
第10章　运算符函数 300
10．1　运算符重载 301
10．2　前置和后置运算符
303
10．3　扩展后的赋值运算符 305
10．4　比较运算符 305
10．5　自定义运算符
307
10．5．1　开发自定义运算符 307
10．5．2　自定义运算符的结合性和优先级 308
10．6　本章小结
309
第11章　Foundation框架详解 310
11．1　包装类 311
11．1．1　它们不是包装类
311
11．1．2　NSValue和NSNumber 312
11．2　字符串（NSString与NSMutableString）
313
11．2．1　NSString的常用功能 313
11．2．2　可变字符串（NSMutableString）
315
11．3　日期与时间 316
11．3．1　日期与时间（NSDate）
316
11．3．2　日期格式器（NSDateFormatter）
317
11．3．3　日历（NSCalendar）与日期组件（NSDateComponents）
319
11．4　数组（NSArray与NSMutableArray） 320
11．4．1　NSArray的功能与用法
320
11．4．2　对集合元素整体调用方法 322
11．4．3　对NSArray进行排序
324
11．4．4　使用枚举器遍历NSArray集合元素 324
11．4．5　可变数组（NSMutableArray）
325
11．5　集合（NSSet与NSMutableSet） 327
11．5．1　NSSet的功能与用法
327
11．5．2　NSMutableSet的功能与用法 330
11．5．3　NSCountedSet的功能与用法
331
11．6　有序集合（NSOrderedSet与NSMutableOrderedSet）
332
11．7　字典（NSDictionary与NSMutableDictionary）
333
11．7．1　NSDictionary的功能与用法 334
11．7．2　对NSDictionary的key进行排序
336
11．7．3　对NSDictionary的key进行过滤 337
11．7．4　NSMutableDictionary的功能与用法
338
11．8　本章小结 339
第12章　使用Swift开发iOS应用 340
12．1　从iOS项目开始
341
12．1．1　iOS项目包含的文件 341
12．1．2　Interface Builder简介 342
12．1．3　添加控件
344
12．1．4　修改控件属性 345
12．1．5　UIView支持的属性 347
12．1．6　UILabel支持的属性
349
12．2　MVC 351
12．2．1　程序入口和应用程序代理 351
12．2．2　理解iOS的MVC
353
12．2．3　掌握UIViewController控制器 354
12．3　事件机制 356
12．3．1　程序获取控件的两种方式
356
12．3．2　事件处理的3种方式 362
12．4　代码控制UI界面 367
12．4．1　不使用界面设计文件开发UI界面
367
12．4．2　使用代码创建UI界面 369
12．4．3　自定义UI控件 371
12．5　本章小结
374
第13章　Objective-C与Swift混编 375
13．1　Swift调用Objective-C
376
13．1．1　创建Swift项目 376
13．1．2　添加Objective-C类
376
13．1．3　调用Objective-C类 379
13．2　Objective-C调用Swift
380
13．2．1　为Objective-C项目添加Swift类 381
13．2．2　调用Swift类 382
13．3　本章小结
384
第14章　俄罗斯方块 385
14．1　俄罗斯方块简介 386
14．2　开发游戏界面 387
14．2．1　界面布局设计
387
14．2．2　开发游戏界面控件 390
14．3　俄罗斯方块的数据模型 391
14．3．1　定义数据模型
392
14．3．2　初始化游戏状态数据 393
14．4　实现游戏逻辑 395
14．4．1　处理方块掉落
396
14．4．2　处理方块左移 400
14．4．3　处理方块右移 401
14．4．4　处理方块旋转
402
14．4．5　启动游戏 404
14．5　本章小结 405

前 言Swift正逐步占领iOS App实际开发的市场份额，Swift 的简洁、易用性已经吸引了大量开发者，大家已开始或准备开始使用Swift开发iOS App。Apple在WWDC2015上再次发布了Swift 2.0版本，既向开发者宣示了Apple对Swift的支持决心，也进一步增强了Swift的功能，使得Swift真正成为一门强大的开发语言。Swift的最大特点是简洁，它从JavaScript、Go等现代语言中学习了不少内容，从而让Swift具有非常简洁的编程体验，十分接近程序员的习惯。而且Swift能很好地兼容Objective-C已有的框架和库，因此Swift与Objective-C完全可以进行混合编程。此外，Swift语言还有已经十分成熟的Cocoa、Cocoa Touch框架的支持，更加可靠！需要说明的是，Swift虽然提供了简洁的语法，但Swift的功能并不简单，绝对是一门具有工业品质的强大语言。Swift既支持函数式的编程方式，也支持面向对象的编程方式。Swift的函数式编程方式完全支持主流的函数和闭包，传参方式既支持值传递方式，也支持引用传递方式，还支持多返回值的函数，语法功能非常丰富；在面向对象的支持方面，Swift完全支持面向对象的封装、继承、多态等基本功能，而且Swift提供了枚举、结构体和类三种面向对象的类型，这三种类型都可创建实例、调用方法，而且都允许定义属性、方法、构造器、下标和嵌套类型，语法功能非常丰富。如果真正全面掌握了Swift的所有功能，就会发现Swift虽然是一门简洁的编程语言，但它也是一门功能非常强大的语言。本书是《疯狂Swift讲义》的第2版，真正基于OS X 10.11平台，采用Xcode 7.1作为开发工具。Swift 2.x与Swift 1.x相比变化非常大：简单的改变如抛弃了原有的println输出函数，改为使用print输出函数，String不再遵守CollectionType协议等；重大的更新包括repeat while循环、guard语句、API检查、条件编译、Set集合、错误处理机制、协议扩展等内容。这些内容都是本书重点介绍的知识。最后本书提醒读者，Swift虽然是一门简洁、优雅的编程语言，但它绝非一门简单的toy语言。因此希望广大开发者在开始学习Swift之前做好心理准备：Swift是一门功能强大的工业语言，因此它的语法功能非常丰富。本书作为“疯狂体系”Swift学习图书，当然不是仅提供浅尝辄止的入门语法，而是真正全面、细致地介绍了Swift语言的各种功能，100%完整覆盖了Apple官方的“The Swift Programming Language”编程指南，而且大部分语法功能都从正反两面举例，务求让读者能举一反三地真正掌握Swift编程。本书有什么特点正如前面所介绍的，本书并不是一本简单的Swift入门教材，而是一本全面而完整的Swift编程手册，不仅100%完整覆盖了Apple官方的“The Swift Programming Language”编程指南，而且示例更加丰富，行文更加通俗易懂，更符合中国人的学习习惯。这一点，一直都是“疯狂体系”图书的风格。本书内容大致可分为4部分：? 第1部分：由第1章组成，这部分简要介绍了Swift语言的相关背景，主要介绍了如何搭建Swift的开发环境，包括Playground的功能和用法，重点介绍了如何在终端窗口编译、运行Swift程序。? 第2部分：由第2~ 6章组成，主要介绍了Swift的基础语法和函数式编程支持，也介绍了Swift的String、Array、Set、Dictionary等内置类型。? 第3部分：由第7~11章组成，主要介绍了Swift的面向对象编程支持，并介绍了使用Swift调用Foundation框架的常用类。? 第4部分：由第12~14章组成，主要介绍了如何使用Swift开发iOS应用，详细介绍了iOS项目的结构，并归纳了iOS应用的MVC设计，在代码中获取UI控件的两种方式（必须先获取UI控件，然后即可修改它来更新用户界面），iOS应用事件处理的三种方式。通过这种方式可以让读者快速掌握iOS编程的思路。第14章还介绍了一个iOS游戏：俄罗斯方块。本书不是一本看完之后可以“吹嘘、炫耀”的书——因为本书并没有堆砌一堆“深奥”的新名词、一堆“高深”的思想；本书保持了“疯狂体系”的一贯风格：操作步骤详细、编程思路清晰、语言平实。只要读者想学习Swift编程，just do it——Swift虽不像网络流传的那么简单，但只要认真阅读此书，并准备动手“敲代码”，完全可以真正掌握它。无须担心没有编程基础（本书从最基础的定义变量开始讲起），也无须担心没有Apple电脑（网络上使用普通电脑装黑苹果的文章铺天盖地）——只要你有决心和毅力，就可以真正掌握Swift编程，进而掌握iOS应用开发。不管怎样，只要读者在阅读本书时遇到知识上的问题，都可以登录疯狂Java联盟（http://www.crazyit.org）与广大学习者交流，笔者也会通过该平台与大家一起交流、学习。本书还具有如下三个特点。1．版本成熟，语法稳定本书并非基于Swift测试版写成，而是以OS X 10.11为平台，基于Xcode 7.1开发工具，采用稳定的Swift 2.1正式版写成，因此读者阅读此书时极少会发现书中知识已经过时或被抛弃的情形。2．知识全面，覆盖面广本书不像某些入门级的小册子看上去那么简单，本书全面而细致地介绍了Swift编程的各种语法，不仅100%完整覆盖Apple官方的“The Swift Programming Language”编程指南，而且示例更加丰富。3．注释详细，轻松上手为了降低读者阅读的难度，书中代码的注释非常详细，几乎每两行代码就有一行注释。不仅如此，本书甚至还把一些简单理论作为注释穿插到代码中，力求让读者能轻松上手。本书所有程序中的关键代码均以粗体字标出，也是为了帮助读者能迅速找到这些程序的关键点。本书程序清单请见www.broadview.com.cn/28076。本书写给谁看本书为所有打算深入掌握Swift编程的读者而编写，适合各个层次的Swift学习者和开发者阅读，也适合作为大学教育、培训机构的Swift教材。2015年12月27日