二 类型与操作

1: 类型转换

有时候你由有一种格式的数据，需要把它转换成另一种格式。

var integer: Int = 100
var decimal: Double = 12.5
integer = decimal
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如果你这么做，然后在第三行出现错误，Swift会提示:

Cannot assign value of type 'Double' to type 'Int'
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有些编程语言没有那么严格，会无声地执行这样的转换。经验表明，这种无声的、自动的转换是软件bug的来源，经常会损害性能。Swift禁止将一种类型的值分配给另一种类型，并避免了这些问题。(Swift是强类型语言)

记住，计算机依靠我们程序员来告诉它们该做什么。在Swift中，这包括明确类型转换。如果你想要转换发生，你必须这么说!

不是简单的赋值，你需要说你想显式地转换类型。你这样做:

integer = Int(decimal)
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第三行上的赋值现在明确地告诉Swift，您想要从原始类型Double转换为新类型Int。

注意:在这种情况下，将十进制值赋给整数会导致精度的损失:整数变量最终的值是12而不是12.5。这就是为什么明确表述很重要。Swift希望确保你知道自己在做什么，并确保你在执行类型转换时可能会丢失数据。

2: 混合类型的操作符

到目前为止，您只看到运算符独立地作用于整数或双精度数。但是如果你有一个整数想要乘以一个双精度数呢?
你可以这样做:

let hourlyRate: Double = 19.5
let hoursWorked: Int = 10
let totalCost: Double = hourlyRate * hoursWorked
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如果你尝试这样做，你会在最后一行得到一个错误:

Binary operator '*' cannot be applied to operands of type 'Double' and 'Int'
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这是因为在Swift中，你不能将*操作符应用于混合类型。此规则也适用于其他算术运算符。乍一看，这似乎令人惊讶，但Swift是相当有帮助的。

Swift要求您明确表示Int与Double相乘的含义，因为结果只能是一种类型。您想要结果为Int型，在执行乘法之前将Double型转换为Int型吗?或者你想要结果是一个Double型，在执行乘法之前将Int转换为Double型?

在本例中，您希望结果为Double。您不需要Int，因为在这种情况下，Swift会将hourlyRate常数转换为Int来执行乘法，四舍五入到19，失去Double的精度。

你需要告诉Swift，你想让它把工作时间定为双倍，就像这样:

let totalCost: Double = hourlyRate * Double(hoursWorked)
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现在，当Swift将它们相乘时，每个操作数都将是Double，所以totalCost也是Double。

3: 类型推断

到目前为止，您在本书中看到的每个变量或常量都包含一个类型注释。您可能会问自己，为什么还要写:Int和:Double，因为赋值操作的右侧已经是Int或Double类型。可以肯定的是，这是多余的;你那超聪明的大脑可以毫不费力地看到这一点。

事实证明，Swift编译器也可以推断出这一点。它不需要你一直告诉它类型——它可以自己找出。这是通过一个称为类型推断的过程来完成的。并不是所有的编程语言都有这个功能，但Swift有，这是Swift作为一门语言强大的关键组成部分。

所以，你可以简单地在你看到的大多数地方删除类型。
例如，考虑下面的常量声明:

let typeInferredInt = 42
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4. Strings

数字在编程中至关重要，但它们并不是你在应用中唯一需要使用的数据类型。Text也是一种非常常见的数据类型，用于表示人名、地址甚至是书中的单词等内容。所有这些都是应用程序可能需要处理的文本示例。

像任何优秀的编程语言一样，Swift可以直接处理字符和字符串。它分别通过数据类型Character和String来实现。在本节中，您将了解这些数据类型以及如何使用它们。

####### 4.1 Characters and strings
字符数据类型可以存储单个字符。例如:

let characterA: Character = "a"
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它可以存储任何字符，甚至是表情符号:

let characterDog: Character = "?"
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但是这种数据类型被设计成只能保存单个字符。另一方面，String数据类型存储多个字符。例如:

let stringDog: String = "Dog"
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这个表达式的右边是一个字符串字面值;它是Swift用于表示字符串的语法。
当然，类型推断也适用于这里。如果你在上面的声明中删除了类型，那么Swift做了正确的事情，使stringDog成为一个String常量:

let stringDog = "Dog" // Inferred to be of type String
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注意:在Swift中没有字面意义上的字符。字符就是长度为1的字符串。然而，Swift推断任何字符串文字的类型都是string，所以如果你想要一个字符代替，你必须使类型显式。

####### 4.2 字符串拼接

你可以做的远不止创建简单的字符串。有时您需要操作一个字符串，一种常见的方法是将它与另一个字符串组合。
在Swift中，您可以通过一种相当简单的方式做到这一点:使用加法运算符。就像你可以添加数字一样，你也可以添加字符串:

var message = "Hello" + " my name is "
let name = "Matt"
message += name // "Hello my name is Matt
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你需要将message声明为变量而不是常量，因为你想修改它。可以将字符串字面值相加，如第一行所示，也可以将字符串变量或常量相加，如最后一行所示。

也可以向字符串中添加字符。然而，Swift对类型的严格要求意味着这样做时必须显式，就像处理一个Int型而另一个Double型的数字时必须显式一样。
要将一个字符添加到字符串中，你可以这样做:

let exclamationMark: Character = "!"
message += String(exclamationMark) // "Hello my name is Matt!”
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使用此代码，您可以在将字符添加到消息之前显式地将其转换为字符串。

####### 4.3 字符串插入

你也可以使用插值来构建一个字符串，这是一种特殊的Swift语法，可以让你以一种易于阅读的方式构建一个字符串:

message = "Hello my name is \(name)!" // "Hello my name is Matt!”
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我相信你会同意，这比前一节的示例更具可读性。它是字符串字面语法的扩展，您可以用其他值替换字符串的某些部分。将要插入的值括在后跟反斜杠的括号中。
此语法的工作方式与从其他数据类型(如数字)构建字符串的方式相同:

let oneThird = 1.0 / 3.0
let oneThirdLongString = "One third is \(oneThird) as a decimal.
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这里，你在插值中使用Double。在这段代码的结尾，你的oneThirdLongString常量将包含以下内容:

One third is 0.3333333333333333 as a decimal.
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当然，将三分之一表示为小数需要无限个字符，因为这是一个循环小数。使用Double的字符串插值使您无法控制结果字符串的精度。这是使用字符串插值的一个不幸结果:它使用起来很简单，但是不能定制输出。

4.4 多行字符串

Swift有一种简洁的方式来表达包含多行字符串。当您需要在代码中放入一个非常长的字符串时，这可能非常有用。
你这样做:

let bigString = """
  You can have a string
  that contains multiple
  lines
  by
  doing this.
  """
print(bigString)
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三个双引号表示这是一个多行字符串。方便的是，第一行和最后一行不成为字符串的一部分。这使得它更加灵活，因为您不必将三个双引号与字符串放在同一行上。
在上面的例子中，它将打印以下内容:

You can have a string
that contains multiple
lines
by
doing this.
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请注意，多行字符串文字中的两个空格的空白被从结果中去掉了。Swift查看最后三双引号行前导空格的数量。用这个作为基线，Swift要求上面的所有行至少有足够的空间，这样它就可以从每一行中删除它。这让您可以用漂亮的缩进来格式化代码，而不会影响输出。

5. 元组

有时数据是成对的或三胞胎的。这方面的一个例子是二维网格上的一对(x, y)坐标。类似地，3D网格上的一组坐标由x值、y值和z值组成。在Swift中，您可以通过使用元组以一种直接的方式表示这些相关数据。

元组是一种类型，它表示由多个任意类型的值组成的数据。您可以在元组中拥有任意多的值。例如，你可以定义一对2D坐标，其中每个轴的值都是一个整数，就像这样:

let coordinates: (Int, Int) = (2, 3)
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坐标的类型是(Int, Int)。元组内的值类型(在本例中为Int)用逗号分隔，并用圆括号括起来。创建tuple的代码基本相同，每个值用逗号分隔，并用括号括起来。

类型推断也可以推断元组类型:

let coordinates = (2, 3)
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你可以类似地创建一个双值元组，就像这样:

let coordinatesDoubles = (2.1, 3.5)
// Inferred to be of type (Double, Double)
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或者你可以混合和匹配组成元组的类型，就像这样:

let coordinatesMixed = (2.1, 3)
// Inferred to be of type (Double, Int)
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下面是如何访问元组中的数据:

let x1 = coordinates.0
let y1 = coordinates.1
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你可以通过它在元组中的位置来引用每个项，从0开始。在这个例子中，x1等于2 y1等于3。

在前面的例子中，在索引0处的第一个值是x坐标，在索引1处的第二个值是y坐标，这可能不是很明显。这是另一个例子，说明了为什么总是以避免混淆的方式为变量命名很重要。

幸运的是，Swift允许你命名元组的各个部分，你可以清楚地知道每个部分代表什么。例如:

let coordinatesNamed = (x: 2, y: 3)
// Inferred to be of type (x: Int, y: Int)
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这里，代码注释了coordinatesNamed的值，以包含元组的每个部分的标签。
然后，当你需要访问元组的每个部分时，你可以通过它的名字访问它:

let x2 = coordinatesNamed.x
let y2 = coordinatesNamed.y
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这更清楚，更容易理解。通常，为元组的组件命名是有帮助的。
如果你想同时访问元组的多个部分，就像上面的例子一样，你也可以使用一个简写语法来简化:

let coordinates3D = (x: 2, y: 3, z: 1)
let (x3, y3, z3) = coordinates3D
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这声明了三个新的常量，x3, y3和z3，并将元组的每个部分依次赋值给它们。该代码相当于以下内容:

let coordinates3D = (x: 2, y: 3, z: 1)
let x3 = coordinates3D.x
let y3 = coordinates3D.y
let z3 = coordinates3D.z
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如果你想忽略元组中的某个元素，你可以用下划线替换声明的相应部分。例如，如果你正在执行一个2D计算，并想要忽略coordinates3D的z坐标，你可以这样写:

let (x4, y4, _) = coordinates3D
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这行代码只声明了x4和y4。_是特殊的，只是意味着你暂时忽略了这一部分。

五:一大堆数字类型

你一直在用Int表示整数。Int在大多数现代硬件上用64位表示，而在旧的或资源受限的系统上用32位表示。Swift提供了更多使用不同存储容量的数字类型。对于整数，可以使用显式的带符号类型Int8、Int16、Int32、Int64。这些类型分别消耗1、2、4和8个字节的存储。每种类型都使用1位来表示符号。

如果你只处理非负值，有一组显式无符号类型你可以使用。包括UInt8、UInt16、UInt32、UInt64。虽然不能用这些值表示负数，但额外的1位可以表示比有符号的值大两倍的值。
下面是不同整数类型及其字节存储大小的摘要。大多数情况下，你只需要使用Int。

如果你的代码与另一个使用这些更精确大小的软件交互，或者你需要优化存储大小，这些就会变得有用。

你一直在用Double来表示分数。Swift提供了一种Float类型，它的范围和精度都低于Double类型，但需要的存储空间只有Double类型的一半。现代硬件已经针对Double进行了优化，所以它应该是你的首选，除非有很好的理由使用Float。

大多数时候，你只会使用Int和Double来表示数字，但你可能会偶尔遇到其他类型。
例如，假设你需要将一个Int16、一个UInt8和一个Int32加在一起。你可以这样做:

let a: Int16 = 12
let b: UInt8 = 255
let c: Int32 = -100000

let answer = Int(a) + Int(b) + Int(c)  // answer is an Int
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六: Type aliases（类型别名）

Swift的一个有用功能就是能够创建自己的类型，这实际上是另一种类型的别名。这意味着你可以给你的类型一个更有用的名称来描述它是什么，但实际上它下面只是另一个类型。这称为类型别名。

创建类型别名很简单，如下所示:

typealias Animal = String
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这创造了一种叫做动物的新类型。当编译器看到这个类型时，它只是把它当作一个String。因此你可以这样做:

let myPet: Animal = "Dog"
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这可能现在看起来不是太有用，但有时类型会变得复杂，为它们创建别名可以给它们一个更简单和更明确的名称。例如，你可以这样做:

typealias Coordinates = (Int, Int)
let xy: Coordinates = (2, 4)
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这创建了一个名为Coordinates的类型，它是一个包含两个int的元组，然后使用它。

当你看到越来越多的Swift时，你会发现类型别名可以非常强大并简化代码。

七 Protocols

虽然有十几种不同的数字类型，但它们都很容易理解和使用，因为它们基本上都支持相同的操作。换句话说，一旦您知道如何使用Int，使用任何一种风格都是很简单的。

Swift真正伟大的特性之一是，它通过所谓的协议将类型共性的概念形式化。通过学习该协议，您可以立即理解使用该协议的整个类型家族是如何工作的。

在整数的情况下，功能可以这样表示:

箭头表示符合(有时称为采用)协议。虽然此图没有显示整数类型遵循的所有协议—但它让您了解事物是如何组织的。

Swift是第一种基于协议的语言。当您开始理解这些类型背后的协议时，您可以以其他语言无法实现的方式利用该系统。

到本书结束时，你将会接触到现有的协议，甚至创建自己的新协议。