Swift学习之路--Swift基础(十)

2017-11-13

作者刘文涛
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枚举(Enumerations)

枚举为一组相关的值定义了一个共同的类型，使你可以在你的代码中以类型安全的方式来使用这些值。
如果你熟悉 C 语言，你会知道在 C 语言中，枚举会为一组整型值分配相关联的名称。Swift 中的枚举更加灵活，不必给每一个枚举成员提供一个值。如果给枚举成员提供一个值(称为“原始”值)，则该值的类型可以是字符串，字符，或是一个整型值或浮点数。
此外，枚举成员可以指定任意类型的关联值存储到枚举成员中，就像其他语言中的联合体(unions)和变体(variants)。你可以在一个枚举中定义一组相关的枚举成员，每一个枚举成员都可以有适当类型的关联值。
在 Swift 中，枚举类型是一等(first-class)类型。它们采用了很多在传统上只被类(class)所支持的特性，例如计算属性(computed properties)，用于提供枚举值的附加信息，实例方法(instance methods)，用于提供和枚举值相关联的功能。枚举也可以定义构造函数(initializers)来提供一个初始值;可以在原始实现的基础上扩展它们的功能;还可以遵循协议(protocols)来提供标准的功能。

枚举语法

使用 enum 关键字来创建枚举并且把它们的整个定义放在一对大括号内：

enum SomeEnumeration {
    //枚举定义放在这里
}
enum CompassPoint {
    case north
    case south
    case east
    case west
}

枚举中定义的值是这个枚举的成员值（或成员）。你可以使用 case 关键字来定义一个新的枚举成员值。
注意：
与 C 和 OC 不同，Swift的枚举成员在被创建时不会被赋予一个默认的整型值。在上面的 CompassPoint 例子中，north，south，east 不会被隐式的赋值为0，1，2.相反，这些枚举成员本身就是完备的值，这些值的类型是已经明确定义好的 CompassPoint 类型。
多个成员值可以出现在同一行上，用逗号隔开：

1
2
3

enum Planet {
    case mercury,venus,earth,mars
}

每个枚举都定义了一个全新的类型。像 Swift 中其他类型一样，它们的名字(例如 CompassPoint 和 Planet )应该以一个大写字母开头。给枚举类型起一个单数名字而不是复数名字，以便于读起来更加容易理解:

1	var directionToHead = CompassPoint.west

directionToHead 的类型可以在它被 CompassPoint 的某个值初始化时推断出来。一旦 directionToHead 被声明为CompassPoint 类型，你可以使用更简短的点语法将其设置为另一个 CompassPoint 的值:

1	directionToHead = .east

当 directionToHead 的类型已知时，再次为其赋值可以省略枚举类型名。在使用具有显式类型的枚举值时，这种写法让代码具有更好的可读性。

使用 Swift 语句匹配枚举值

你可以使用 switch 语句匹配单个枚举值:

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")
}
// 打印 "Watch out for penguins”

正如在控制流中介绍的那样，在判断一个枚举类型的值时，switch 语句必须穷举所有情况。如果忽略了.west这种情况，上面那段代码将无法通过编译，因为它没有考虑到CompassPoint的全部成员。强制穷举确保了枚举不会被意外遗漏。
当不需要匹配每个枚举成员的时候，你可以提供一个default分支来涵盖所有未明确处理的枚举成员：

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

关联值

上一小节的例子演示了如何定义和分类枚举的成员。你可以为Planet.earth设置一个常量或者变量，并在赋值之后查看这个值。然而，有时候能够把其他类型的关联值和成员值一起存储起来会很有用。这能让你连同成员值一起存储额外的自定义信息，并且你每次在代码中使用该枚举成员时，还可以修改这个关联值。
你可以定义Swift枚举来存储任意类型的关联值，如果需要的话，每个枚举成员的关联值类型可以各不相同。

原始值

作为关联值的替代选择，枚举成员可以被默认值（称为原始值）预填充，这些原始值的类型必须相同。
这是一个使用 ASCII 码作为原始值的枚举：

enum ASCIIControlCharacter: Character {
    case tab = "\t"
    case lineFeed = "\n"
    case carriageReturn = "\r"
}

枚举类型 ASCIIControlCharacter 的原始值类型被定义为 Character，并设置了一些比较常见的 ASCII 控制字符。
原始值可以是字符串，字符，或者任意整型值或浮点型值。每个原始值在枚举声明中必须是唯一的。

注意
原始值和关联值是不同的。原始值是在定义枚举时被预先填充的值，像上述三个 ASCII 码。对于一个特定的枚举成员，它的原始值始终不变。关联值是创建一个基于枚举成员的常量或者变量时才设置的值，枚举成员的关联值可以变化。

原始值的隐式赋值

在使用原始值为整数或者字符串类型的枚举时，不需要显示地为每一个枚举成员设置原始值，Swift将会自动为你赋值。
例如，当使用整数作为原始值时，隐式赋值的值依次递增 1 。如果第一个枚举成员没有设置原始值，其原始值将为 0。
下面的枚举是对之前 PLanet 这个枚举的一个细化，利用整型的原始值来表示每个行星在太阳系中的顺序：

1
2
3

enum Planet: Int {
    case mercury = 1, venus, earth, mars, jupiter,saturn, uranus, neptune
}

在上面的例子中，Planet.mercury的显式原始值为1，Planet.venus 的隐式原始值为 2，依次类推。

当使用字符串作为枚举类型的原始值时，每个枚举成员的隐式原始值为该枚举成员的名称。
下面的例子是 CompassPoint 枚举的细化，使用字符串类型的原始值来表示各个方向的名称:

1
2
3

enum CompassPoint: String {
    case north, south, east, west
}

上面例子中，CompassPoint,south 拥有隐式原始值 south，一次类推。
使用枚举成员的 rawValue 属性可以访问该枚举成员的原始值：

let earthsOrder = Planet.earth.rawValue 
// earthsOrder 值为 3
let sunsetDirection = CompassPoint.west.rawValue 
// sunsetDirection 值为 "west"

使用原始值初始化枚举实例

如果在定义枚举类型的时候使用了原始值，那么将会自动获得一个初始化方法，这个方法接收一个叫做 rawValue 的参数，参数类型即为原始值类型，返回值则是枚举成员或nil。你可以使用这个初始化方法来创建一个新的枚举实例。
这个例子利用原始值 7 创建枚举成员 uranus ：

1 2	let possiblePlanet = Planet(rawValue: 7) // possiblePlanet 类型为 Planet? 值为 Planet.uranus

然而，并非所有的Int值都可以找到一个匹配的行星。因此，原始值构造器总是返回一个可选的枚举成员。在上面的例子中，possiblePlanet 是 Planet? 类型，或者说“可选的 Planet ”。

注意：原始值构造器是一个可失败构造器，因为并不是每一个原始值都有与之对应的枚举成员。

递归枚举

递归枚举是一种枚举类型，它有一个或多个枚举成员使用该枚举类型的实例作为关联值。使用递归枚举时，编译器会插入一个间接层。你可以再枚举成员前加上 indirect 来表示该成员可递归。

例如下面的例子中，枚举类型存储了简单的算术表达式：

enum ArithmeticExpression {
    case number(Int)
    indirect case addition(ArithmeticExpression, ArithmeticExpression)
    indirect case muitiplication(ArithmeticExpression, ArithmeticExpression)
}

你也可以在枚举类型开头加上 indirect关键字来表面它的所有成员都是可递归的：

indirect enum ArithmeticExpression {
    case number(Int)
    case addition(ArithmeticExpression, ArithmeticExpression)
    case muitiplication(ArithmeticExpression, ArithmeticExpression)
}

上面定义的枚举类型可以存储三种算术表达式：纯数字、两个表达式相加、两个表达式相乘。枚举成员 addition 和 multiplication 的关联值也是算术表达式——这些关联值使得嵌套表达式成为可能。例如，表达式 (5 + 4) * 2 ，乘号右边是一个数字，左边则是另一个表达式。因为数据是嵌套的，因而用来存储数据的枚举类型也需要支持这种嵌套——这意味着枚举类型需要支持递归。下面的代码展示了使用 ArithmeticExpression 这个递归枚举创建表达式 (5 + 4) * 2

let five = ArithmeticExpression.number(5)
let four = ArithmeticExpression.number(4)
let sum = ArithmeticExpression.addition(five, four)
let product = ArithmeticExpression.muitiplication(sum, ArithmeticExpression.number(2))

要操作具有递归性质的数据结构，使用递归函数是一种直截了当的方式。例如，下面是一个对算术表达式求值的函数：

func evaluate(_ expression: ArithmeticExpression) -> Int {
    switch expression {
    case let .number(value):
        return value
    case let .addition (left, right):
        return evaluate(left) + evaluate(right)
    case let .muitiplication(left, right):
        return evaluate(left) * evaluate(right)
    }
}
print(evaluate(product))
//打印 18

该函数如果遇到纯数字，就直接返回该数字的值。如果遇到的是加法或乘法运算，则分别计算左边表达式和右边表达式的值，然后相加或相乘。