swift-函数(防困学习)

870 阅读10分钟

函数

隐式返回的函数

如果一个函数的整个函数体是一个单行表达式,这个函数可以隐式地返回这个表达式。举个例子,以下的函数有着同样的作用:

func greeting(for person: String) -> String {
    "Hello, " + person + "!"
}
print(greeting(for: "Dave"))
// 打印 "Hello, Dave!"

func anotherGreeting(for person: String) -> String {
    return "Hello, " + person + "!"
}
print(anotherGreeting(for: "Dave"))
// 打印 "Hello, Dave!"

greeting(for:) 函数的完整定义是打招呼内容的返回,这就意味着它能使用隐式返回这样更简短的形式。anothergreeting(for:) 函数返回同样的内容,却因为 return 关键字显得函数更长。任何一个可以被写成一行 return 语句的函数都可以忽略 return。 正如你将会在 简略的 Getter 声明 里看到的, 一个属性的 getter 也可以使用隐式返回的形式。

函数参数标签和参数名称

每个函数参数都有一个参数标签(argument label)以及一个参数名称(parameter name)。参数标签在调用函数的时候使用;调用的时候需要将函数的参数标签写在对应的参数前面。参数名称在函数的实现中使用。默认情况下,函数参数使用参数名称来作为它们的参数标签。

func someFunction(firstParameterName: Int, secondParameterName: Int) {
    // 在函数体内,firstParameterName 和 secondParameterName 代表参数中的第一个和第二个参数值
}
someFunction(firstParameterName: 1, secondParameterName: 2)

所有的参数都必须有一个独一无二的名字。虽然多个参数拥有同样的参数标签是可能的,但是一个唯一的函数标签能够使你的代码更具可读性。

指定参数标签

你可以在参数名称前指定它的参数标签,中间以空格分隔:

func someFunction(argumentLabel parameterName: Int) {
    // 在函数体内,parameterName 代表参数值
}

这个版本的 greet(person:) 函数,接收一个人的名字和他的家乡,并且返回一句问候:

func greet(person: String, from hometown: String) -> String {
    return "Hello \(person)!  Glad you could visit from \(hometown)."
}
print(greet(person: "Bill", from: "Cupertino"))
// 打印“Hello Bill!  Glad you could visit from Cupertino.”

参数标签的使用能够让一个函数在调用时更有表达力,更类似自然语言,并且仍保持了函数内部的可读性以及清晰的意图。

忽略参数标签

如果你不希望为某个参数添加一个标签,可以使用一个下划线(_)来代替一个明确的参数标签。

func someFunction(_ firstParameterName: Int, secondParameterName: Int) {
     // 在函数体内,firstParameterName 和 secondParameterName 代表参数中的第一个和第二个参数值
}
someFunction(1, secondParameterName: 2)

如果一个参数有一个标签,那么在调用的时候必须使用标签来标记这个参数。

默认参数值

你可以在函数体中通过给参数赋值来为任意一个参数定义默认值(Deafult Value)。当默认值被定义后,调用这个函数时可以忽略这个参数。

func someFunction(parameterWithoutDefault: Int, parameterWithDefault: Int = 12) {
    // 如果你在调用时候不传第二个参数,parameterWithDefault 会值为 12 传入到函数体中。
}
someFunction(parameterWithoutDefault: 3, parameterWithDefault: 6) // parameterWithDefault = 6
someFunction(parameterWithoutDefault: 4) // parameterWithDefault = 12

将不带有默认值的参数放在函数参数列表的最前。一般来说,没有默认值的参数更加的重要,将不带默认值的参数放在最前保证在函数调用时,非默认参数的顺序是一致的,同时也使得相同的函数在不同情况下调用时显得更为清晰。

可变参数

一个可变参数(variadic parameter)可以接受零个或多个值。函数调用时,你可以用可变参数来指定函数参数可以被传入不确定数量的输入值。通过在变量类型名后面加入(...)的方式来定义可变参数。 可变参数的传入值在函数体中变为此类型的一个数组。例如,一个叫做 numbersDouble... 型可变参数,在函数体内可以当做一个叫 numbers[Double] 型的数组常量。 下面的这个函数用来计算一组任意长度数字的 算术平均数(arithmetic mean):

func arithmeticMean(_ numbers: Double...) -> Double {
    var total: Double = 0
    for number in numbers {
        total += number
    }
    return total / Double(numbers.count)
}
arithmeticMean(1, 2, 3, 4, 5)
// 返回 3.0, 是这 5 个数的平均数。
arithmeticMean(3, 8.25, 18.75)
// 返回 10.0, 是这 3 个数的平均数。

注意 一个函数最多只能拥有一个可变参数。

输入输出参数

函数参数默认是常量。试图在函数体中更改参数值将会导致编译错误。这意味着你不能错误地更改参数值。如果你想要一个函数可以修改参数的值,并且想要在这些修改在函数调用结束后仍然存在,那么就应该把这个参数定义为输入输出参数(In-Out Parameters)。

定义一个输入输出参数时,在参数定义前加 inout关键字。一个 输入输出参数有传入函数的值,这个值被函数修改,然后被传出函数,替换原来的值。想获取更多的关于输入输出参数的细节和相关的编译器优化,请查看 输入输出参数 一节。

你只能传递变量给输入输出参数。你不能传入常量或者字面量,因为这些量是不能被修改的。 当传入的参数作为输入输出参数时,需要在参数名前加 & 符,表示这个值可以被函数修改。

注意 输入输出参数不能有默认值,而且可变参数不能用 inout 标记。

下例中,swapTwoInts(_:_:) 函数有两个分别叫做 ab 的输入输出参数:

func swapTwoInts(_ a: inout Int, _ b: inout Int) {
    let temporaryA = a
    a = b
    b = temporaryA
}

swapTwoInts(_:_:) 函数简单地交换 ab 的值。该函数先将 a 的值存到一个临时常量 temporaryA 中,然后将 b 的值赋给 a,最后将 temporaryA 赋值给 b。 你可以用两个 Int 型的变量来调用 swapTwoInts(_:_:)。需要注意的是,someIntanotherInt 在传入 swapTwoInts(_:_:) 函数前,都加了 & 的前缀:

var someInt = 3
var anotherInt = 107
swapTwoInts(&someInt, &anotherInt)
print("someInt is now \(someInt), and anotherInt is now \(anotherInt)")
// 打印“someInt is now 107, and anotherInt is now 3”

从上面这个例子中,我们可以看到 someIntanotherInt 的原始值在 swapTwoInts(_:_:) 函数中被修改,尽管它们的定义在函数体外。

注意 输入输出参数和返回值是不一样的。上面的 swapTwoInts 函数并没有定义任何返回值,但仍然修改了 someIntanotherInt 的值。输入输出参数是函数对函数体外产生影响的另一种方式。


函数类型

每个函数都有种特定的函数类型,函数的类型由函数的参数类型和返回类型组成。

func addTwoInts(_ a: Int, _ b: Int) -> Int {
    return a + b
}
func multiplyTwoInts(_ a: Int, _ b: Int) -> Int {
    return a * b
}

这个例子中定义了两个简单的数学函数:addTwoIntsmultiplyTwoInts。这两个函数都接受两个 Int 值, 返回一个 Int 值。 这两个函数的类型是 (Int, Int) -> Int,可以解读为: “这个函数类型有两个 Int 型的参数并返回一个 Int 型的值”。

下面是另一个例子,一个没有参数,也没有返回值的函数:

func printHelloWorld() {
    print("hello, world")
}

这个函数的类型是:() -> Void,或者叫“没有参数,并返回 Void 类型的函数”。

使用函数类型

Swift 中,使用函数类型就像使用其他类型一样。例如,你可以定义一个类型为函数的常量或变量,并将适当的函数赋值给它:

var mathFunction: (Int, Int) -> Int = addTwoInts

这段代码可以被解读为: ”定义一个叫做 mathFunction 的变量,类型是‘一个有两个 Int 型的参数并返回一个 Int 型的值的函数’,并让这个新变量指向 addTwoInts 函数”。 addTwoIntsmathFunction 有同样的类型,所以这个赋值过程在 Swift 类型检查(type-check)中是允许的。 现在,你可以用 mathFunction 来调用被赋值的函数了:

print("Result: \(mathFunction(2, 3))")
// Prints "Result: 5"

有相同匹配类型的不同函数可以被赋值给同一个变量,就像非函数类型的变量一样:

mathFunction = multiplyTwoInts
print("Result: \(mathFunction(2, 3))")
// Prints "Result: 6"

就像其他类型一样,当赋值一个函数给常量或变量时,你可以让 Swift 来推断其函数类型:

let anotherMathFunction = addTwoInts
// anotherMathFunction 被推断为 (Int, Int) -> Int 类型
函数类型作为参数类型

你可以用 (Int, Int) -> Int 这样的函数类型作为另一个函数的参数类型。这样你可以将函数的一部分实现留给函数的调用者来提供。 下面是另一个例子,正如上面的函数一样,同样是输出某种数学运算结果:

func printMathResult(_ mathFunction: (Int, Int) -> Int, _ a: Int, _ b: Int) {
    print("Result: \(mathFunction(a, b))")
}
printMathResult(addTwoInts, 3, 5)
// 打印“Result: 8”

这个例子定义了 printMathResult(_:_:_:) 函数,它有三个参数:第一个参数叫 mathFunction,类型是 (Int, Int) -> Int,你可以传入任何这种类型的函数;第二个和第三个参数叫 ab,它们的类型都是 Int,这两个值作为已给出的函数的输入值。 当 printMathResult(_:_:_:) 被调用时,它被传入 addTwoInts 函数和整数 3 和 5。它用传入 3 和 5 调用 addTwoInts,并输出结果:8。 printMathResult(_:_:_:) 函数的作用就是输出另一个适当类型的数学函数的调用结果。它不关心传入函数是如何实现的,只关心传入的函数是不是一个正确的类型。这使得 printMathResult(_:_:_:) 能以一种类型安全(type-safe)的方式将一部分功能转给调用者实现。

函数类型作为返回类型

你可以用函数类型作为另一个函数的返回类型。你需要做的是在返回箭头(->)后写一个完整的函数类型。 下面的这个例子中定义了两个简单函数,分别是 stepForward(_:)stepBackward(_:)stepForward(_:) 函数返回一个比输入值大 1 的值。stepBackward(_:) 函数返回一个比输入值小 1 的值。这两个函数的类型都是 (Int) -> Int:

func stepForward(_ input: Int) -> Int {
    return input + 1
}
func stepBackward(_ input: Int) -> Int {
    return input - 1
}

如下名为 chooseStepFunction(backward:) 的函数,它的返回类型是 (Int) -> Int 类型的函数。chooseStepFunction(backward:) 根据布尔值 backwards 来返回 stepForward(_:) 函数或 stepBackward(_:) 函数:

func chooseStepFunction(backward: Bool) -> (Int) -> Int {
    return backward ? stepBackward : stepForward
}

你现在可以用 chooseStepFunction(backward:) 来获得两个函数其中的一个:

var currentValue = 3
let moveNearerToZero = chooseStepFunction(backward: currentValue > 0)
// moveNearerToZero 现在指向 stepBackward() 函数。

上面这个例子中计算出从 currentValue 逐渐接近到0是需要向正数走还是向负数走。currentValue 的初始值是 3,这意味着 currentValue > 0 为真(true),这将使得 chooseStepFunction(_:) 返回 stepBackward(_:) 函数。一个指向返回的函数的引用保存在了 moveNearerToZero 常量中。 现在,moveNearerToZero 指向了正确的函数,它可以被用来数到零:

var currentValue = 3
let moveNearerToZero = chooseStepFunction(backward: currentValue > 0)
print("Counting to zero:")
// Counting to zero:
while currentValue != 0 {
    print("\(currentValue)... ")
    currentValue = moveNearerToZero(currentValue)
}
print("zero!")
// 3...
// 2...
// 1...
// zero!

嵌套函数

到目前为止本章中你所见到的所有函数都叫全局函数(global functions),它们定义在全局域中。你也可以把函数定义在别的函数体中,称作 嵌套函数(nested functions)。 默认情况下,嵌套函数是对外界不可见的,但是可以被它们的外围函数(enclosing function)调用。一个外围函数也可以返回它的某一个嵌套函数,使得这个函数可以在其他域中被使用。 你可以用返回嵌套函数的方式重写 chooseStepFunction(backward:) 函数:

func chooseStepFunction(backward: Bool) -> (Int) -> Int {
    func stepForward(input: Int) -> Int { return input + 1 }
    func stepBackward(input: Int) -> Int { return input - 1 }
    return backward ? stepBackward : stepForward
}
var currentValue = -4
let moveNearerToZero = chooseStepFunction(backward: currentValue > 0)
// moveNearerToZero now refers to the nested stepForward() function
while currentValue != 0 {
    print("\(currentValue)... ")
    currentValue = moveNearerToZero(currentValue)
}
print("zero!")
// -4...
// -3...
// -2...
// -1...
// zero!