1.Optionals概述

什么是Optional? Swift中聲明的一個變量時, 默認情況下它是non-optional的, 即必須賦予這個變量一個非空的值. 如果給non-optional類型的變量賦值nil, 編譯器就會報錯。

例如下面的代碼：

var string1: String = "This is string1" // OK
string1 = nil  // Nil cannot be assigned to type 'String'
- Swift中, 當聲明一個類的屬性時, 屬性默認也是non-optional的
swift
class MyClass {
    var name: String = "Channel"
    var age: String  // Class 'MyClass' has no initializers
}

對于之前使用Objective-C的同學來說, 這樣的錯誤可能會讓你們有些驚訝, 因為在Objective-C中, 當把nil賦值給一個變量或者聲明一個沒有初始值的屬性時, 編譯器都不會報錯.

NSString *string1 = @"This is string1";
string1 = nil;
class MyClass {
    NSString *name = @"Lv"
    NSString *age;
}

然而并不意味著在Swift中不能聲明一個沒有初始值的屬性. Swift中引入了可選類型(optional type)來解決這一問題. 它的定義是通過在類型生命后加加一個?操作符完成的.

class MyClass {
    var name: String?  // OK
    var age: String?  // OK
}

這樣我們就聲明了兩個可選型(Optional)的變量。

2.為什么要有Optionals

Swift是一門安全的編程語言. 正如蘋果所言, 可選類型就是證明Swift是一門安全的編程語言的一個小例子. 如上面的例子所示, Swift的可選類型提供了在編譯階段就檢查一些可能在運行時才會出現(xiàn)的常見錯誤的機制. 下面通過下面的例子更好的詮釋一下可選類型的威力.

考慮下面一個Objective-C中的方法

- (NSString *)findStockCode:(NSString *)company {
    if ([company isEqualToString:@"Apple"]) {
        return @"AAPL";
    } else if ([company isEqualToString:@"Google"]) {
        return @"GOOG";
    }
    return nil;
}

通過findStockCode:`方法可以傳入公司的名字,然后得到對應(yīng)公司的股票代碼. 為了方便演示, 這里只返回Apple和Google的代碼, 對于其他的傳入?yún)?shù), 統(tǒng)統(tǒng)返回nil.

假設(shè)在同一個類中調(diào)用findStockCode:方法:

NSString *stockCode = [self findStockCode:@"Facebook"]; // nil is returned
NSString *text = @"Stock Code - ";
NSString *message = [text stringByAppendingString:stockCode]; // runtime error
NSLog(@"%@", message);

上面的代碼是可以編譯通過的, 但是因為傳入了"Facebook"導致返回值是nil, 當代碼開始運行后, 程序就會報錯了.當使用Swift中的可選類型時, 上面在運行時才會出現(xiàn)的錯誤在編譯階段就會報錯.

如果使用Swift的代碼重寫上面的例子,代碼如下:

func findStockCode(company: String) -> String? {
   if (company == "Apple") {
      return "AAPL"
   } else if (company == "Google") {
      return "GOOG"
   }
   return nil
}
var stockCode:String? = findStockCode("Facebook")
let text = "Stock Code - "
let message = text + stockCode  // compile-time error
print(message)

stockCode被定義成可選類型. 這就意味著它要么是一個String, 要么就是nil. 因為編譯器在編譯階段就檢測到了潛在的錯誤(可選類型的值沒有被解包: value of optional type String? is not unwrapped)并且提示你去改正, 這段代碼就不能夠被執(zhí)行.

從這個例子中可以看到, Swift的可選類型加強了對空值的檢查, 并且在編譯階段就給開發(fā)者提供了可能的錯誤信息. 很明顯, 可選類型的引入可以讓代碼的質(zhì)量變得更好.

3.解包可選類型(Unwrapping Optionals)

如何讓上面的代碼正常運行? 很明顯, 這里需要判斷stockCode是否為空. 代碼如下:

var stockCode:String? = findStockCode("Facebook")
let text = "Stock Code - "
if stockCode {
    let message = text + stockCode!
    print(message)
}

像在Objective-C中一樣, 還是使用if來判斷stockCode中是否有值. 一旦確定stockCode中肯定有值時, 將一個感嘆號(!)加在可選類型變量名后面來解包這個可選類型的變量. 在Swift中, 這叫做硬解包. 即直接在可選類型后面加一個感嘆號來表示它肯定有值.

上面的例子中, 我們只是自己知道stockCode肯定有值, 所以才直接硬解包了stockCode變量. 但是萬一有時候我們的感覺是錯的, 那程序在運行時可能會出現(xiàn)嚴重的錯誤. 所以Swift中是推薦先檢查可選類型是否有值, 然后再進行解包的!

var stockCode:String? = findStockCode("Facebook")
let text = "Stock Code - "
let message = text + stockCode!  // runtime error

以上代碼在編譯階段不會報錯.因為使用了硬解包, 編譯器認為可選類型是有值的, 所以編譯是通過的. 當代碼運行起來時, 知名的錯誤將會出現(xiàn): fatal error: Can’t unwrap Optional.None

4.可選綁定(Optional Binding)

與硬解包不同, 可選綁定(Optional Binding)是一種更簡單更推薦的方法來解包一個可選類型. 使用可選綁定來檢查可選類型的變量有值還是沒值. 如果有值, 解包它并且將值傳遞給一個常量或者變量.

再多的言語描述也不如直接上代碼來的實際! 將上面的代碼改成可選綁定的代碼如下:

var stockCode:String? = findStockCode("Facebook")
let text = "Stock Code - "
if let tempStockCode = stockCode {
    let message = text + tempStockCode
    print(message)
}

if let或者if var`是可選綁定的兩個關(guān)鍵字. 使用自然語言來描述上面這段代碼的話, 意思就是如果stockCode有值,解包它,并且將它的值賦值給tempStockCode, 然后執(zhí)行下面的條件語句; 如果stockCode為空, 直接跳過條件語句塊.

上面的代碼可以簡化如下:

let text = "Stock Code - "
if var stockCode = findStockCode("Apple") {
    let message = text + stockCode
    print(message)
}

這里stockCode不再是可選類型, 所以不需要使用!來解包. 如果findStockCode:方法返回值是nil, 那么程序并不會執(zhí)行條件語句塊中的代碼.

5.可選鏈式調(diào)用(Optional Chaining)

在解釋optional chaining之前, 先來修改一下上面的例子. 這里重新創(chuàng)建一個名為Stock的類, 包含兩個可選類型的屬性code和price. findStockCode:方法直接返回Stock類的對象, 而不再是String.

class Stock {
    var code: String?
    var price: Double?
}
func findStockCode(company: String) -> Stock? {
    if (company == "Apple") {
        let aapl: Stock = Stock()
        aapl.code = "AAPL"
        aapl.price = 90.32
        return aapl
    } else if (company == "Google") {
        let goog: Stock = Stock()
        goog.code = "GOOG"
        goog.price = 556.36
        return goog
    }
    return nil
}

改寫了創(chuàng)建類的代碼, 相應(yīng)的調(diào)用代碼也需要修改. 這里調(diào)用findStockCode:方法得到一個Stock對象, 然后計算買100股股票所需的價格.

if let stock = findStockCode("Apple") {
    if let sharePrice = stock.price {
        let totalCost = sharePrice * 100
        print(totalCost)
    }
}

這里因為findStockCode:方法的返回值類型是可選類型, 所以使用if let進行可選綁定, 又因為price屬性也是可選類型, 所以再使用一個if let來判斷是否有值.

上面的代碼是一段正確的代碼. 但是可以通過使用可選鏈式調(diào)用(Optional Chaining)來簡化上面的代碼, 畢竟上面是使用了兩個if let的. 可選鏈式調(diào)用使我們能夠通過?.鏈接多個可選類型. 示例代碼如下:

if let sharePrice = findStockCode("Apple")?.price {
    let totalCost = sharePrice * 100
    print(totalCost)
}

可選鏈式調(diào)用提供了另外一種方法獲得price的值. 現(xiàn)在的代碼看起來更加簡潔. 這里只是對可選鏈式調(diào)用(Optional Chaining)做了簡要介紹, 詳細的介紹請閱讀蘋果官方文檔。

總結(jié)

理解可選類型的工作原理是非常重要的，在Swift中可選類型允許開發(fā)者能夠在代碼的編譯階段就發(fā)現(xiàn)一些潛在的問題, 從而確保在代碼真正運行時能更安全. 一旦等你習慣了它的語法, 你必將會愛上可選類型這個新引入的概念。