swift——枚舉

枚舉為一組相關的值定義了一個共同的類型,使得可以在代碼中以類型安全的方式來使用這些值赡译。

如果熟悉 C 語言共啃,會知道在 C 語言中居扒,枚舉會為一組整型值分配相關聯的名稱概漱。Swift 中的枚舉更加靈活,不必給每一個枚舉成員提供一個值喜喂。如果給枚舉成員提供一個值(稱為“原始”值)瓤摧,則該值的類型可以是字符串,字符玉吁,或是一個整型值或浮點數照弥。

此外,枚舉成員可以指定任意類型的關聯值存儲到枚舉成員中进副,就像其他語言中的聯合體(unions)和變體(variants)这揣。每一個枚舉成員都可以有適當類型的關聯值。

在 Swift 中影斑,枚舉類型是一等(first-class)類型给赞。它們采用了很多在傳統(tǒng)上只被類(class)所支持的特性,例如計算型屬性(computed properties)鸥昏,用于提供枚舉值的附加信息,實例方法(instance methods)姐帚,用于提供和枚舉值相關聯的功能吏垮。枚舉也可以定義構造函數(initializers)來提供一個初始值;可以在原始實現的基礎上擴展它們的功能;還可以遵守協(xié)議(protocols)來提供標準的功能膳汪。

枚舉語法

使用enum關鍵詞來創(chuàng)建枚舉并且把它們的整個定義放在一對大括號內:

enum SomeEnumeration {
    // 枚舉定義放在這里
}

下面是用枚舉表示指南針四個方向的例子:

enum CompassPoint {
    case North
    case South
    case East
    case West
}

枚舉中定義的值(如 North唯蝶,SouthEastWest)是這個枚舉的成員值(或成員)遗嗽。使用case關鍵字來定義一個新的枚舉成員值粘我。

注意
與 C 和 Objective-C 不同,Swift 的枚舉成員在被創(chuàng)建時不會被賦予一個默認的整型值痹换。在上面的CompassPoint例子中征字,NorthSouth娇豫,EastWest不會被隱式地賦值為0匙姜,123冯痢。相反氮昧,這些枚舉成員本身就是完備的值,這些值的類型是已經明確定義好的CompassPoint類型浦楣。

多個成員值可以出現在同一行上袖肥,用逗號隔開:

enum Planet {
    case Mercury, Venus, Earth, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptune
}

每個枚舉定義了一個全新的類型。像 Swift 中其他類型一樣振劳,它們的名字(例如CompassPointPlanet)應該以一個大寫字母開頭椎组。給枚舉類型起一個單數名字而不是復數名字,以便于讀起來更加容易理解:

var directionToHead = CompassPoint.West

directionToHead的類型可以在它被CompassPoint的某個值初始化時推斷出來澎迎。一旦directionToHead被聲明為CompassPoint類型庐杨,可以使用更簡短的點語法將其設置為另一個CompassPoint的值:

directionToHead = .East

directionToHead的類型已知時,再次為其賦值可以省略枚舉類型名夹供。在使用具有顯式類型的枚舉值時灵份,這種寫法讓代碼具有更好的可讀性。

使用 Switch 語句匹配枚舉值

可以使用switch語句匹配單個枚舉值:

directionToHead = .South
switch directionToHead {
    case .North:
        print("Lots of planets have a north")
    case .South:
        print("Watch out for penguins")
    case .East:
        print("Where the sun rises")
    case .West:
        print("Where the skies are blue")
}
// 輸出 "Watch out for penguins”

可以這樣理解這段代碼:

“判斷directionToHead的值哮洽。當它等于.North填渠,打印“Lots of planets have a north”。當它等于.South鸟辅,打印“Watch out for penguins”氛什。”

……以此類推匪凉。

正如在控制流中所提到的那樣枪眉,在判斷一個枚舉類型的值時,switch語句必須窮舉所有情況再层。如果忽略了.West這種情況贸铜,上面那段代碼將無法通過編譯堡纬,因為它沒有考慮到CompassPoint的全部成員。強制窮舉確保了枚舉成員不會被意外遺漏蒿秦。

當不需要匹配每個枚舉成員的時候烤镐,可以提供一個default分支來涵蓋所有未明確處理的枚舉成員:

let somePlanet = Planet.Earth
switch somePlanet {
case .Earth:
    print("Mostly harmless")
default:
    print("Not a safe place for humans")
}
// 輸出 "Mostly harmless”

關聯值(Associated Values)

上一小節(jié)的例子演示了如何定義和分類枚舉的成員」鞅睿可以為Planet.Earth設置一個常量或者變量炮叶,并在賦值之后查看這個值。然而渡处,有時候能夠把其他類型的關聯值和成員值一起存儲起來會很有用镜悉。這能連同成員值一起存儲額外的自定義信息,并且每次在代碼中使用該枚舉成員時骂蓖,還可以修改這個關聯值积瞒。

可以定義 Swift 枚舉來存儲任意類型的關聯值,如果需要的話登下,每個枚舉成員的關聯值類型可以各不相同茫孔。枚舉的這種特性跟其他語言中的可識別聯合(discriminated unions),標簽聯合(tagged unions)被芳,或者變體(variants)相似缰贝。

例如,假設一個庫存跟蹤系統(tǒng)需要利用兩種不同類型的條形碼來跟蹤商品畔濒。有些商品上標有使用09的數字的 UPC-A 格式的一維條形碼剩晴。每一個條形碼都有一個代表“數字系統(tǒng)”的數字,該數字后接五位代表“廠商代碼”的數字侵状,接下來是五位代表“產品代碼”的數字赞弥。最后一個數字是“檢查”位,用來驗證代碼是否被正確掃描:

其他商品上標有 QR 碼格式的二維碼趣兄,它可以使用任何 ISO 8859-1 字符绽左,并且可以編碼一個最多擁有 2,953 個字符的字符串:

這便于庫存跟蹤系統(tǒng)用包含四個整型值的元組存儲 UPC-A 碼,以及用任意長度的字符串儲存 QR 碼艇潭。

在 Swift 中拼窥,使用如下方式定義表示兩種商品條形碼的枚舉:

enum Barcode {
    case UPCA(Int, Int, Int, Int)
    case QRCode(String)
}

以上代碼可以這么理解:

“定義一個名為Barcode的枚舉類型,它的一個成員值是具有(Int蹋凝,Int鲁纠,Int,Int)類型關聯值的UPCA鳍寂,另一個成員值是具有String類型關聯值的QRCode改含。”

這個定義不提供任何IntString類型的關聯值迄汛,它只是定義了捍壤,當Barcode常量和變量等于Barcode.UPCABarcode.QRCode時刃唤,可以存儲的關聯值的類型。

然后可以使用任意一種條形碼類型創(chuàng)建新的條形碼白群,例如:

var productBarcode = Barcode.UPCA(8, 85909, 51226, 3)

上面的例子創(chuàng)建了一個名為productBarcode的變量,并將Barcode.UPCA賦值給它硬霍,關聯的元組值為(8, 85909, 51226, 3)帜慢。

同一個商品可以被分配一個不同類型的條形碼,例如:

productBarcode = .QRCode("ABCDEFGHIJKLMNOP")

這時唯卖,原始的Barcode.UPCA和其整數關聯值被新的Barcode.QRCode和其字符串關聯值所替代粱玲。Barcode類型的常量和變量可以存儲一個.UPCA或者一個.QRCode(連同它們的關聯值),但是在同一時間只能存儲這兩個值中的一個拜轨。

像先前那樣抽减,可以使用一個 switch 語句來檢查不同的條形碼類型。然而橄碾,這一次卵沉,關聯值可以被提取出來作為 switch 語句的一部分》ㄉ可以在switch的 case 分支代碼中提取每個關聯值作為一個常量(用let前綴)或者作為一個變量(用var前綴)來使用:

switch productBarcode {
case .UPCA(let numberSystem, let manufacturer, let product, let check):
    print("UPC-A: \(numberSystem), \(manufacturer), \(product), \(check).")
case .QRCode(let productCode):
    print("QR code: \(productCode).")
}
// 輸出 "QR code: ABCDEFGHIJKLMNOP."

如果一個枚舉成員的所有關聯值都被提取為常量史汗,或者都被提取為變量,為了簡潔拒垃,可以只在成員名稱前標注一個let或者var

switch productBarcode {
case let .UPCA(numberSystem, manufacturer, product, check):
    print("UPC-A: \(numberSystem), \(manufacturer), \(product), \(check).")
case let .QRCode(productCode):
    print("QR code: \(productCode).")
}
// 輸出 "QR code: ABCDEFGHIJKLMNOP."

原始值(Raw Values)

關聯值小節(jié)的條形碼例子中停撞,演示了如何聲明存儲不同類型關聯值的枚舉成員。作為關聯值的替代選擇悼瓮,枚舉成員可以被默認值(稱為原始值)預填充戈毒,這些原始值的類型必須相同。

這是一個使用 ASCII 碼作為原始值的枚舉:

enum ASCIIControlCharacter: Character {
    case Tab = "\t"
    case LineFeed = "\n"
    case CarriageReturn = "\r"
}

枚舉類型ASCIIControlCharacter的原始值類型被定義為Character横堡,并設置了一些比較常見的 ASCII 控制字符埋市。

原始值可以是字符串,字符翅萤,或者任意整型值或浮點型值恐疲。每個原始值在枚舉聲明中必須是唯一的。

注意
原始值和關聯值是不同的套么。原始值是在定義枚舉時被預先填充的值培己,像上述三個 ASCII 碼。對于一個特定的枚舉成員胚泌,它的原始值始終不變省咨。關聯值是創(chuàng)建一個基于枚舉成員的常量或變量時才設置的值谎僻,枚舉成員的關聯值可以變化鸣剪。

原始值的隱式賦值(Implicitly Assigned Raw Values)

在使用原始值為整數或者字符串類型的枚舉時醋拧,不需要顯式地為每一個枚舉成員設置原始值大刊,Swift 將會自動賦值。

例如敌蜂,當使用整數作為原始值時箩兽,隱式賦值的值依次遞增1。如果第一個枚舉成員沒有設置原始值章喉,其原始值將為0汗贫。

下面的枚舉是對之前Planet這個枚舉的一個細化,利用整型的原始值來表示每個行星在太陽系中的順序:

enum Planet: Int {
    case Mercury = 1, Venus, Earth, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptune
}

在上面的例子中秸脱,Plant.Mercury的顯式原始值為1落包,Planet.Venus的隱式原始值為2,依次類推摊唇。

當使用字符串作為枚舉類型的原始值時咐蝇,每個枚舉成員的隱式原始值為該枚舉成員的名稱。

下面的例子是CompassPoint枚舉的細化巷查,使用字符串類型的原始值來表示各個方向的名稱:

enum CompassPoint: String {
    case North, South, East, West
}

上面例子中有序,CompassPoint.South擁有隱式原始值South,依次類推岛请。

使用枚舉成員的rawValue屬性可以訪問該枚舉成員的原始值:

let earthsOrder = Planet.Earth.rawValue
// earthsOrder 值為 3

let sunsetDirection = CompassPoint.West.rawValue
// sunsetDirection 值為 "West"

使用原始值初始化枚舉實例(Initializing from a Raw Value)

如果在定義枚舉類型的時候使用了原始值笔呀,那么將會自動獲得一個初始化方法,這個方法接收一個叫做rawValue的參數髓需,參數類型即為原始值類型许师,返回值則是枚舉成員或nil×糯遥可以使用這個初始化方法來創(chuàng)建一個新的枚舉實例微渠。

這個例子利用原始值7創(chuàng)建了枚舉成員Uranus

let possiblePlanet = Planet(rawValue: 7)
// possiblePlanet 類型為 Planet? 值為 Planet.Uranus

然而,并非所有Int值都可以找到一個匹配的行星咧擂。因此逞盆,原始值構造器總是返回一個可選的枚舉成員。在上面的例子中松申,possiblePlanetPlanet?類型云芦,或者說“可選的Planet”。

注意
原始值構造器是一個可失敗構造器贸桶,因為并不是每一個原始值都有與之對應的枚舉成員舅逸。

如果試圖尋找一個位置為9的行星,通過原始值構造器返回的可選Planet值將是nil

let positionToFind = 9
if let somePlanet = Planet(rawValue: positionToFind) {
    switch somePlanet {
    case .Earth:
        print("Mostly harmless")
    default:
        print("Not a safe place for humans")
    }
} else {
    print("There isn't a planet at position \(positionToFind)")
}
// 輸出 "There isn't a planet at position 9

這個例子使用了可選綁定(optional binding)皇筛,試圖通過原始值9來訪問一個行星琉历。if let somePlanet = Planet(rawValue: 9)語句創(chuàng)建了一個可選Planet,如果可選Planet的值存在,就會賦值給somePlanet旗笔。在這個例子中彪置,無法檢索到位置為9的行星,所以else分支被執(zhí)行蝇恶。

遞歸枚舉(Recursive Enumerations)

當各種可能的情況可以被窮舉時拳魁,非常適合使用枚舉進行數據建模,例如可以用枚舉來表示用于簡單整數運算的操作符撮弧。這些操作符讓可以將簡單的算術表達式的猛,例如整數5,結合為更為復雜的表達式想虎,例如5 + 4

算術表達式的一個重要特性是叛拷,表達式可以嵌套使用舌厨。例如,表達式(5 + 4) * 2忿薇,乘號右邊是一個數字裙椭,左邊則是另一個表達式。因為數據是嵌套的署浩,因而用來存儲數據的枚舉類型也需要支持這種嵌套——這意味著枚舉類型需要支持遞歸揉燃。

遞歸枚舉(recursive enumeration)是一種枚舉類型,它有一個或多個枚舉成員使用該枚舉類型的實例作為關聯值筋栋。使用遞歸枚舉時炊汤,編譯器會插入一個間接層”兹粒可以在枚舉成員前加上indirect來表示該成員可遞歸抢腐。

例如,下面的例子中襟交,枚舉類型存儲了簡單的算術表達式:

enum ArithmeticExpression {
    case Number(Int)
    indirect case Addition(ArithmeticExpression, ArithmeticExpression)
    indirect case Multiplication(ArithmeticExpression, ArithmeticExpression)
}

也可以在枚舉類型開頭加上indirect關鍵字來表明它的所有成員都是可遞歸的:

indirect enum ArithmeticExpression {
    case Number(Int)
    case Addition(ArithmeticExpression, ArithmeticExpression)
    case Multiplication(ArithmeticExpression, ArithmeticExpression)
}

上面定義的枚舉類型可以存儲三種算術表達式:純數字迈倍、兩個表達式相加、兩個表達式相乘捣域。枚舉成員AdditionMultiplication的關聯值也是算術表達式——這些關聯值使得嵌套表達式成為可能啼染。

要操作具有遞歸性質的數據結構,使用遞歸函數是一種直截了當的方式焕梅。例如迹鹅,下面是一個對算術表達式求值的函數:

func evaluate(expression: ArithmeticExpression) -> Int {
    switch expression {
    case .Number(let value):
        return value
    case .Addition(let left, let right):
        return evaluate(left) + evaluate(right)
    case .Multiplication(let left, let right):
        return evaluate(left) * evaluate(right)
    }
}
 
// 計算 (5 + 4) * 2
let five = ArithmeticExpression.Number(5)
let four = ArithmeticExpression.Number(4)
let sum = ArithmeticExpression.Addition(five, four)
let product = ArithmeticExpression.Multiplication(sum, ArithmeticExpression.Number(2))
print(evaluate(product))
// 輸出 "18"

該函數如果遇到純數字,就直接返回該數字的值贞言。如果遇到的是加法或乘法運算徒欣,則分別計算左邊表達式和右邊表達式的值,然后相加或相乘蜗字。

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