Swift 4.2新特性

Swift 4.2新特性

Swift 4.2是Swift 4的第二次小更新,随之带来了很多很棒的改进-这使得今年将成为Swift的重要一年,并且更加确认这个社区驱动的Swift演变进程正在让一个伟大的语言变得更好。

这次我们获得了一些特性比如enum case 数组,warning与error编译指令,动态成员查找等等,这些都是Swift 4.1新特性(详见我的文章what's new in Swift 4.1)之外新增加的。Swift 4.2现在距离主代码分支的最终合并仅相差几天,届时只有一些重要修正会加入。如果将来有任何改变,文中这些例子也会更新。

直到一个新版的Xcode与Swift4.2一起发布,你就可以下载最新版的Swift主干开发快照并在你当前Xcode版本上激活它。

enum案例的衍生集合

SE-0194介绍了一个新的CaseIterable协议,它会对一个enum中的所有cases自动生成一个数组(array)属性。

在Swift 4.2之前,它需要 hacks, hand-coding, 或者源代码生成才能实现,但是现在你需要的仅仅是让你的enum符合CaseIterable协议。在编译时,Swift会自动生成一个allCases属性,这个allCases是一个按照你定义的顺序排列,包含所有enum’s cases的数组。

例如,如下创建一个pasta形的enum,并要求Swift去自动为它创建一个allCases数组

enum Pasta: CaseIterable {
    case cannelloni, fusilli, linguine, tagliatelle
}

你可以更进一步,像使用一个普通数组一样用这个属性- 把[Pasta]放在代码前,我们就可以这样输入

for shape in Pasta.allCases {
    print("I like eating /(shape).")
}

这个allCases的自动合成仅替换并不使用关联数值的enums。加入下面这些并不会自动生效,但是如果需要你可以自己添加。

enum Car: CaseIterable {
    static var allCases: [Car] {
        return [.ford, .toyota, .jaguar, .bmw, .porsche(convertible: false), .porsche(convertible: true)]
    }

    case ford, toyota, jaguar, bmw
    case porsche(convertible: Bool)
}

这时如果你的任何一个enum cases被标记为unavailable,Swift就不能合成allCases属性。所以如果你需要allCases,你要像下面这样自己添加它:

enum Direction: CaseIterable {
    static var allCases: [Direction] {
        return [.north, .south, .east, .west]
    }

    case north, south, east, west
 
    @available(*, unavailable)
    case all
}

注意:要想allCases 数组被合成,你需要添加CaseIterable而不是一个extension到你enum的原始声明中。这意味着你不能用extension反向地让已存在的enums遵守一个协议。

Warning与error诊断指令

SE-0196介绍新的编译指令来帮助我们在代码中标记 issues. 这对使用过Objective-C的开发者应该很熟悉了,随着Swift 4.2的发布,我们也能在Swift中使用它了

这两个指令是#warning和#error,前者会强制Xcode在生成你的代码时发出一个警告,后者会发出一个编译错误这样你的代码就完全不能生成。下面说明了它们的用处

  • #warning主要用于提醒你或者别人一些工作还没有完成,Xcode模板常使用#warning标记一些你需要替换成自己代码的方法存根(method stubs)。

  • #error主要用于如果你发送一个库,需要其他开发者提供一些数据。比如,一个网络 API认证密码,你需要用户输入它们自己的密码,就使用#error在继续之前强制他们更改这行代码。

它们的使用方式都一样,#warning(“Some message”) 和 #error(“Some message”),例如

func encrypt(_ string: String, with password: String) -> String {
    #warning("This is terrible method of encryption")
    return password + String(string.reversed()) + password
}

struct Configuration {
    var apiKey: String {
        #error("Please enter your API key below then delete this line.")
        return "Enter your key here"
    }
}

#warning和#error可以和已存的#if编译指令共同使用,并且只有在条件为true时才会激活。例如:

#if os(macOS)
#error("MyLibrary is not supported on macOS.")
#endif

动态成员查找

SE-0195介绍了一个方法,让Swift更接近脚本语言比如Python,但是用一种类型安全的方法-你不会失去任何Swift的安全性,但是你确实增强了写类似PHP和Python代码的能力。

这个特性的核心在于一个新属性,称作@dynamicMemberLookup,它命令Swift使用一种下标方法去进行属性访问。这种下标方法,需要subscript(dynamicMember:):你可以通过所请求属性的字符串名得到,并且可以返回你想要的任何值。

让我们看一个小例子这样你就可以知道基本了。我们可以创建一个Person结构,并且从一个字典读取它的值,像这样

@dynamicMemberLookup
struct Person {
    subscript(dynamicMember member: String) -> String {
        let properties = ["name": "Taylor Swift", "city": "Nashville"]
        return properties[member, default: ""]
    }
}

@dynamicMemberLookup 属性需要一个类型去执行subscript(dynamicMember:)方法,从而处理一件实际的动态成员查找工作。你可以看到,我写了一个代码,按字符串接收成员名字,并返回一个字符串。从内部看它只是在一个字典中查找这个成员名字并返回它的值。

这种结构允许我们这样写代码:

let person = Person()
print(person.name)
print(person.city)
print(person.favoriteIceCream)

它会干净地编译运行,即使name, city, 和favoriteIceCream并不作为Person类型中的属性存在。相反,它们都在运行时被查找。在前两次呼叫print()时,代码会打出Taylor Swift” 和 “Nashville”,而最后一次会是一个空白字符串,因为我们的字典并不存储任何favoriteIceCream

我的subscript(dynamicMember:) 方法必须返回一串字符,这体现了Swift的类型安全性。即使你在处理动态数据,Swift依旧保证你会得到你想要的。如果你想要多种不同的类型,就执行不同的subscript(dynamicMember:)方法,像这样

@dynamicMemberLookup
struct Employee {
    subscript(dynamicMember member: String) -> String {
        let properties = ["name": "Taylor Swift", "city": "Nashville"]
        return properties[member, default: ""]
    }

    subscript(dynamicMember member: String) -> Int {
        let properties = ["age": 26, "height": 178]
        return properties[member, default: 0]
    }
}

现在任何属性都可以通过不止一种方式被访问,Swift需要你知道应该运行哪一种。它可以是内部的,比如如果你向一个只接收字符串的函数传递返回值,或者它可以是外部的,像这样

let employee = Employee()
let age: Int = employee.age

无论哪种方式,Swift必须明确知道哪种下标要被呼叫

你甚至可以强行要求subscript返回一个闭包(Closure):

@dynamicMemberLookup
struct User {
    subscript(dynamicMember member: String) -> (_ input: String) -> Void {
        return {
            print("Hello! I live at the address /($0).")
        }
    }
}

let user = User()
user.printAddress("555 Taylor Swift Avenue")

当它运行时,user.printAddress返回一个闭包,即输出一串字符,之后(“555 Taylor Swift Avenue”)部分立即通过这串字符来呼叫它。

如果你对包含一些普通属性和方法的类型使用动态成员下标,这些属性和方法会始终代替动态成员被使用。例如,我们可以定义一个附有动态成员下标的Singer结构,其中内置有name属性

struct Singer {
    public var name = "Justin Bieber"
 
    subscript(dynamicMember member: String) -> String {
        return "Taylor Swift"
    }
}

let singer = Singer()
print(singer.name)

这个代码会打出“Justin Bieber”,因为name属性会代替动态成员下标被使用

@dynamicMemberLookup完全参与到Swift的类型系统中,这意味着你可以用在protocols, structs, enums,和 classes中,即使classes被标记为@objc

实际中,这意味着两件事情。首先,你可以使用@dynamicMemberLookup建立一个类,并且任何从它继承的类都会自动为@dynamicMemberLookup属性. 所以,下例会打出“I’m a sandwich”,因为HotDog继承于Sandwich

@dynamicMemberLookup
class Sandwich {
    subscript(dynamicMember member: String) -> String {
        return "I'm a sandwich!"
    }
}

class HotDog: Sandwich { }

let chiliDog = HotDog()
print(chiliDog.description)

注意:如果你不认为热狗是三明治,那就来我的推特打我呀

第二,你可以通过在协议中定义,来反向地让其他类型使用@dynamicMemberLookup,通过扩展协议 添加一个默认执行的subscript(dynamicMember:),之后让其他类型按你想要的方式符合你的协议。

例如,下例创建了一个新的Subscripting协议,提供一个默认的subscript(dynamicMember:),它会返回一条信息,之后扩展Swift的String去使用这个协议。

@dynamicMemberLookup
protocol Subscripting { }

extension Subscripting {
    subscript(dynamicMember member: String) -> String {
        return "This is coming from the subscript"
    }
}

extension String: Subscripting { }
let str = "Hello, Swift"
print(str.username)

 在他的Swift演变提案中, Chris Lattner也给了一个JSON enum的例子,即使用动态成员查找通过JSON为引导(navigating)建立更自然的语法

@dynamicMemberLookup
enum JSON {
   case intValue(Int)
   case stringValue(String)
   case arrayValue(Array)
   case dictionaryValue(Dictionary)

   var stringValue: String? {
      if case .stringValue(let str) = self {
         return str
      }
      return nil
   }

   subscript(index: Int) -> JSON? {
      if case .arrayValue(let arr) = self {
         return index < arr.count ? arr[index] : nil
      }
      return nil
   }

   subscript(key: String) -> JSON? {
      if case .dictionaryValue(let dict) = self {
         return dict[key]
      }
      return nil
   }

   subscript(dynamicMember member: String) -> JSON? {
      if case .dictionaryValue(let dict) = self {
         return dict[member]
      }
      return nil
   }
}

没有动态成员查找你将需要为JSON enum 引导一个实例 ,像这样

let json = JSON.stringValue("Example")
json[0]?["name"]?["first"]?.stringValue

但是有了动态成员查找你可以用下面这个

json[0]?.name?.first?.stringValue

我认为这个例子特别重要,因为它指出了@dynamicMemberLookup的要点,它能把定制下标转化为简单的点语法

注意:使用动态成员查找意味着如果不具备全部的有效性,代码的完成会损失很多,因为不存在东西去完成。尽管这不算是什么惊喜,这也是Python IDEs有时不得不处理的问题。Chris Lattner (SE-0195的作者)在他的提案中讨论了未来关于代码完成的可能性,它值得一读

增强的条件一致性

条件一致性在Swift 4.1中引入,允许当特定条件被满足时,类型就去符合一个协议。

例如,如果我们有Purchaseable协议

protocol Purchaseable {
    func buy()
}

和一个符合这个协议的简单类型

struct Book: Purchaseable {
    func buy() {
        print("You bought a book")
    }
}

之后如果数组中所有元素符合Purchasable,我们就可以让数组符合Purchaseable,

extension Array: Purchaseable where Element: Purchaseable {
    func buy() {
        for item in self {
            item.buy()
        }
    }
}

在编译时它运行的很好,但是有一个问题,如果你要在运行时查询一个条件一致性,你的代码会崩溃,因为这在Swift 4.1中不支持。

现在,在Swift 4.2中已经被修复,所以如果你收到一种类型的数据,想要检查它是否可以被转化为一个条件一致性协议,它可以做到了。

例如

let items: Any = [Book(), Book(), Book()]

if let books = items as? Purchaseable {
    books.buy()
}

另外,对Hashable一致性自动合并的支持在Swift 4.2被大幅提高,来自Swift 标准库的几个内置类型,包括optionals, arrays, dictionaries, 和 ranges-现在当他们的元素符合Hashable时会自动符合Hashable 协议

例如:

struct User: Hashable {
    var name: String
    var pets: [String]
}

Swift 4.2 可以为这个结构自动合并 Hashable一致性, 但Swift 4.1不能.

本地集合元素移除

SE-0197介绍一个新的 removeAll(where:) 方法,它具有高性能,本地为集合过滤。给它一个闭合环境运行,它会除去所有符合条件的目标。

例如,如果你有一个名称的collection,并且想移除叫“Terry”的人,你可以用这个

var pythons = ["John", "Michael", "Graham", "Terry", "Eric", "Terry"]
pythons.removeAll { $0.hasPrefix("Terry") }
print(pythons)

现在,你也许会想到你可以通过filter()来实现,像这样

pythons = pythons.filter { !$0.hasPrefix("Terry") }

然而,这样并不能有效利用存储,它指定你不需要的而不是你想要的,而且更高级的本地方法会带来一系列复杂性,这些是新手很讨厌的。Ben Cohen,SE-0197的作者,在dotSwift 2018发表了一番话,他在发言中更详细地讨论了这项提案的实现-如果你想学到为什么它这样高效,你可以去那里看。

布尔值切换

SE-0199为布尔值带来了一个新的toggle()方法,即在true和false之间翻转。这个引发了Swift社区的一片讨论,部分人认为它太细枝末节,也有部分是因为Swift论坛的讨论时不时变得失控。

执行这个提案的完整代码仅仅几行

extension Bool {
   mutating func toggle() {
      self = !self
   }
}

然而,它最终有助于让Swift代码变得更自然

var loggedIn = false
loggedIn.toggle()

就像这个提案中提到,它在更复杂的数据结构中特别有用:

myVar.prop1.prop2.enabled.toggle()避免了在手动操作时潜在的输入错误。=

这个提案让Swift更简单安全的写入,并且完全是附加的,所以我认为大部分人会很快去使用它。

展望Swift 5.0

苹果形容Swift 4.2为”为了实现Swift 5中ABI稳定性的中继点”,但是我希望你能明白这是一个很保守的声明-我们正在得到一些很好的新特性,既有对过去特性的改进,也有ABI的改变。

更好的是,在最终发布之前我们也许还会看到新的特性被加入-我们可能同时看到SE-0192, SE-0193, SE-0202, 和SE-0206的到来。

然而,我们归根结底依旧期待Swift 5.0能提供大家盼望已久的ABI稳定性。苹果谨慎小心步步为营的方法似乎会走的更好,而且它让人怀有希望,觉得Swift 5.0将会更值得等待。

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