阅读 199

Swift-进阶 10:可选类型Optional & Equatable+Comparable协议

这是我参与8月更文挑战的第20天,活动详情查看:8月更文挑战

本文主要分析Optional源码、Equatable+Comparable协议

Optional分析

swift中的可选类型(Optional),用于处理值缺失的情况,有以下两种情况

  • 有值,且等于x

  • 没有值

这点可以通过swift-source->Optional.swift源码(CMD+P,搜索Optional)源码来印证

@frozen
public enum Optional<Wrapped>: ExpressibleByNilLiteral {
    ......
  //为nil
  case none

    ......
  //有值
  case some(Wrapped)
  
  ......
}
复制代码
  • 通过源码可知,Optional的本质是enum,当前枚举接收一个泛型参数Wrapped,当前Some的关联值就是当前的Wrapper,下面两种写法完全等价
var age: Int? = 10
等价于
var age1: Optional<Int> = Optional(5)
复制代码
  • 【Optional使用模式匹配】:既然Optional的本质是枚举,那么也可以使用模式匹配来匹配对应的值,如下所示
//1、声明一个可选类型的变量
var age: Int? = 10
//2、通过模式匹配来匹配对应的值
switch age{
    case nil:
        print("age 是个空值")
    case .some(let val):
        print("age的值是\(val)")
}

<!--或者这样写-->
switch age{
    case nil:
        print("age 是个空值")
    case .some(10):
        print("age的值是10")
    default:
        print("unKnow")
}
复制代码
  • 【Optional解包】:因为是Optional类型,当我们需要从其中拿到我们想要的值时,需要对其进行解包,因为当前的可选项是对值做了一层包装的,有以下两种方式:

    • 1、强制解包:好处是省事,坏处是一旦解包的值是nil,那么程序就会崩溃

    强制解包为nil崩溃

    • 2、通过可选项绑定:判断当前的可选项是否有值
      • if let:如果有值,则会进入if流程

      • guard let :如果为nil,则会进入else流程

//3、可选项解包
var age: Int? = nil

//3-1、强制解包
//如果age为nil,则程序崩溃
print(age!)

//3-2、可选值绑定
<!--方式一-->
if let age = age{
    //如果age不为nil,则打印
    print(age)
}
<!--方式二-->
guard let tmp = age else {
    print("age为nil")
    return
}
print(tmp)
复制代码

可选项绑定总结

  • 1、使用if let创建的内容当中age仅仅只能在当前if分支的大括号内访问

  • 2、使用guard let定义的tmp在当前大括号外部也是能访问的

Equatable协议

在上面的例子中,可以通过==判断两个可选项是否相等,原因是因为Optinal在底层遵循了Equatable协议

var age: Int? = 10
var age1: Optional<Int> = Optional(5)

age == age1
复制代码
  • 继续回到Optional源码中,可以看到Optional遵循了Equatable协议
extension Optional: Equatable where Wrapped: Equatable {
    
    ......
    
    @inlinable
  public static func ==(lhs: Wrapped?, rhs: Wrapped?) -> Bool {
    switch (lhs, rhs) {
    case let (l?, r?):
      return l == r
    case (nil, nil):
      return true
    default:
      return false
    }
  }
}
复制代码

swift标准库中的类型

在swift中的类型,可以通过遵循Equatable协议来使用相等运算符(==)不等运算符(!=)比较两个值相等还是不相等,Swift标准库中绝大多数类型都默认实现了Equatable协议

例如下面的例子,对于Int类型来说,系统默认实现了 ==

var age2: Int = 20
var isEqual = age1 == age2
print(isEqual)

<!--打印结果-->
false
复制代码

自定义类型

对于自定义的类型,如果想实现 ==,应该怎么办呢?

  • 如果像下面这样写,是会直接报错的

报错示意

  • 可以通过遵循Equatable协议实现,如下所示
//2、自定义类型如何实现Equatable协议
struct CJLTeacher: Equatable{
    var age: Int
    var name: String
}
var t = CJLTeacher(age: 18, name: "CJL")
var t1 = CJLTeacher(age: 19, name: "CJL")
print(t == t1)

<!--打印结果-->
false
//如果将t1中的age改成18,打印结果是什么
true
复制代码

为什么呢?其根本原因是因为遵守了Equatable协议,系统默认帮我们实现了==方法

  • 查看SIL方法,是否如我们猜想的一样?经过验证确实与我们猜测结论是一致的

SIL验证-1 - 查看__derived_struct_equals方法的实现 SIL验证-2

疑问:如果是Class类型呢?

如果像Struct那么写,会报错,提示需要自己实现Equatable协议的方法 class仅遵守Equatable协议报错

  • class中手动实现Equatable协议的方法
//3、如果是class类型呢?需要手动实现Equatable协议的方法
class CJLTeacher: Equatable{
    
    var age: Int
    var name: String
    
    init(age: Int, name: String) {
        self.age = age
        self.name = name
    }
    
    static func == (lhs: CJLTeacher, rhs: CJLTeacher) -> Bool {
        return lhs.age == rhs.age && lhs.name == rhs.name
    }
    
}
var t = CJLTeacher(age: 18, name: "CJL")
var t1 = CJLTeacher(age: 19, name: "CJL")
print(t == t1)
复制代码
  • 如果class中的age和name都是Optional呢?
//4、如果class中的属性都是可选类型呢?底层是调用Optional的==来判断
class CJLTeacher: Equatable{
    
    var age: Int?
    var name: String?
    
    init(age: Int, name: String) {
        self.age = age
        self.name = name
    }
    
    static func == (lhs: CJLTeacher, rhs: CJLTeacher) -> Bool {
        return lhs.age == rhs.age && lhs.name == rhs.name
    }
}
var t = CJLTeacher(age: 18, name: "CJL")
var t1 = CJLTeacher(age: 19, name: "CJL")
print(t == t1)
复制代码

查看其SIL文件可以验证这一点:底层是通过调用Optional的==来判断 class的SIL验证

区分 == vs ===

  • == 相当于 equal to,用于判断两个值是否相等

  • === 是用来判断 两个对象是否是同一个实例对象(即内存地址指向是否一致)

class CJLTeacher: Equatable{
    
    var age: Int?
    var name: String?
    
    init(age: Int, name: String) {
        self.age = age
        self.name = name
    }
    
    static func == (lhs: CJLTeacher, rhs: CJLTeacher) -> Bool {
        return lhs.age == rhs.age && lhs.name == rhs.name
    }
}
//===:判断两个对象是否是同一个
var t = CJLTeacher(age: 18, name: "CJL")
var t1 = t
t1.age = 20
print(t == t1)

<!--打印结果-->
true
复制代码

除了==,还有!=以及其他的运算符

Comparable协议

除了Equatable,还有Comparable协议,其中的运算符有:< 、<=、>=、> 、...、..<、

public protocol Comparable : Equatable {
    static func < (lhs: Self, rhs: Self) -> Bool
    
    static func <= (lhs: Self, rhs: Self) -> Bool
    
    static func >= (lhs: Self, rhs: Self) -> Bool
    
    static func > (lhs: Self, rhs: Self) -> Bool
}
extension Comparable {
    public static func ... (minimum: Self, maximum: Self) -> ClosedRange<Self>
    ......
}
复制代码

Struct重写 < 运算符

  • 以struct为例,遵循Comparable协议,重写 < 运算符
//1、struct遵守Comparable协议
struct CJLTeacher: Comparable{
    
    var age: Int
    var name: String
    
    //重载 < 符号
    static func < (lhs: CJLTeacher, rhs: CJLTeacher) -> Bool {
        return lhs.age < rhs.age
    }
}
var t = CJLTeacher(age: 18, name: "CJL")
var t1 = CJLTeacher(age: 19, name: "CJL")
print(t < t1)

<!--打印结果-->
true
复制代码

?? 空运算符

如果当前的变量为nil,可以在??返回一个nil时的默认值

  • 下面例子的打印结果是什么?
//?? 空运算符
var age: Int? = nil
//?? 等价于 if le / guard let
print(age ?? 20)


<!--打印结果-->
20
复制代码
  • 进入Optional源码,查看??实现
<!--返回T-->
@_transparent//空运算符
public func ?? <T>(optional: T?, defaultValue: @autoclosure () throws -> T)
    rethrows -> T {
  switch optional {
  case .some(let value):
    return value
  case .none:
    return try defaultValue()
  }
}

<!--返回T?-->
@_transparent
public func ?? <T>(optional: T?, defaultValue: @autoclosure () throws -> T?)
    rethrows -> T? {
  switch optional {
  case .some(let value):
    return value
  case .none:
    return try defaultValue()
  }
}
复制代码

从源码中分析,??只有两种类型,一种是T,一种是,主要是与 ?? 后面的返回值有关(即简单来说,就是??后是什么类型,??返回的就是什么类型),如下所示

  • ??后面是age1,而age1的类型是Int?,所以t的类型是 Int?

??是Int?

  • 如果??是30呢? -- 类型是Int

??是30

  • 如果??是String呢? -- 会报错,??要求类型一致(跟是否是可选类型无关)

??是String

可选链

可选链 则意味着 允许在一个链上来访问当前的属性/方法,如下所示

//***************6、可选链***************
class CJLTeacher{
    var name: String?
    var subject: CJLSubject?
    
}

class CJLSubject {
    var subjectName: String?
    func test(){print("test")}
}

var s = CJLSubject()
var t = CJLTeacher()

//可选链访问属性
if let tmp = t.subject?.subjectName{
    print("tmp不为nil")
}else{
    print("tmp为nil")
}
//可选链访问方法
t.subject?.test()
复制代码

运行结果如下,因为s为nil,所以属性和方法都不会往下执行 可选链为nil的运行结果

unsafelyUnwrapped(Optional.swift中的)

这个和强制解包的内容是一致的,如下所示

//***************7、unsafelyUnwrapped 和强制解包内容是一致的
var age: Int? = 30
print(age!)
print(age.unsafelyUnwrapped)

<!--打印结果-->
30
30


//***************如果age是nil
var age: Int? = 30
print(age!)
print(age.unsafelyUnwrapped)
复制代码

age是nil的结果和强制解包一致,程序会崩溃 unsafelyUnwrapped为nil的崩溃示意

  • 官方对其的描述如下

unsafelyUnwrapped官方说明 这里的-O,是指target -> Build Setting -> Optimization Level设置成-O时,如果使用的是age.unsafelyUnwrapped,则不检查这个变量是否为nil,

  • 1、设置Optimization LevelFastest, Smallest[-Os]

  • 2、edit Scheme -> Run -> Info -> Build Configuration改为release模式,然后再次运行发现,没有崩溃,与官方所说是一致的

根据官方描述调测

区分as、 as? 和 as!

  • as 将类型转换为其他类型
var age: Int = 10

var age1 = age as Any
print(age1)

var age2 = age as AnyObject
print(age2)

<!--打印结果-->
10
10
复制代码
  • as? 将类型转换为 其他可选类型
var age: Int = 10
//as?
//as? 不确定类型是Double,试着转换下,如果转换失败,则返回nil
var age3 = age as? Double
print(age3)

<!--打印结果-->
nil
复制代码

此时的age3的类型是Double? as?运行结果

  • as! :强制转换为其他类型
var age: Int = 10
//as! 强制转换为其他类型
var age4 = age as! Double
print(age4)
复制代码

运行结果如下,会崩溃 as!崩溃运行结果

SIL分析

查看以下代码的SIL文件

var age: Int = 10
var age3 = age as? Double
var age4 = age as! Double
复制代码

as的SIL分析

  • 常规使用:如果可以明确类型,则可以直接使用as!
//常规使用
var age: Any = 10
func test(_ age: Any) -> Int{
    return (age as! Int) + 1
}
print(test(age))

<!--打印结果-->
11
复制代码

使用建议

  • 如果能确定的类型,使用 as! 即可

  • 如果是不能确定的,使用 as? 即可

总结

  • Optional的本质是enum,所以可以使用模式匹配来匹配Optional的值

  • Optional的解包方式有两种:

    • 1、强制解包:一旦为nil,程序会崩溃

    • 2、可选值绑定if let (只能在if流程的作用域内访问)、guard let

  • Equatable协议:

    • 对于swift标准库中的绝大部分类型都默认实现了Equatable协议

    • 对于自定义Struct类型,仅需要遵守Equatable协议

    • 对于自定义class类型,除了需要遵守Equatable协议,还需要自己实现Equatable协议的方法

  • 区分 == vs ===

    • == 相当于 equal to,用于判断两个值是否相等

    • === 是用来判断 两个对象是否是同一个实例对象(即内存地址指向是否一致)

  • Comparable协议:

    • 对于自定义类型,需要遵循Comparable协议,并重写运算符

    • ??空运算符:??只有两种类型,一种是T,一种是T?,主要是与 ?? 后面的返回值有关(即简单来说,就是??后是什么类型,??返回的就是什么类型

  • 可选链:允许在一个链上来访问当前的属性/方法,如果为nil,则不会执行?后的属性/方法

  • unsafelyUnwrapped:与强制解包类似,但是如果项目中设置target -> Build Setting -> Optimization Level设置成-O时,如果使用的是age.unsafelyUnwrapped,则不检查这个变量是否为nil

  • 区分 as、as?、 as!

    • as 将类型转换为其他类型

    • as? 将类型转换为 其他可选类型

    • as! 强制转换为其他类型

    • 使用建议:能确定使用as!,不能确定使用as?

文章分类
iOS
文章标签