Swift 5.1 学习 (3) : 基本数据类型

Swift 中基础的数据类型跟 C语言 和 OC 中也比较相似.

整形(int)

整形 就是我们正常认知中的 整数, 比如 42 和 -23. 他不包含 小数 部分. 整数 包括 有符号 的 正数 和负数, 也包括 无符号 的 0.

Swift 中提供了 8, 16, 32 和 64 位的 带符号 和 无符号 的整数. 这些整数遵循类似 C语言 的命名约定: | Bit | 无符号 | 有符号 | | —- | —— | —— | | 8 | UInt8 | Int8 | | 16 | UInt16 | Int16 | | 32 | UInt32 | Int32 | | 64 | UInt64 | Int64 |

整形数字范围

可以通过 Int 的 min 和 max 属性读取 最小值 和 最大值.

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let minValue = UInt8.min  // minValue = 0
let maxValue = UInt8.max  // maxValue = 255

Int

一般情况下, 我们无需选择特定 bit 的数字类型. Swift 提供了一个数据类型 Int, 它的大小跟系统有关.

• 在 32 位系统中, UInt 相当于 UInt32.
• 在 64 位系统中, UInt 相当于 UInt64.

注意 只有在有特别的需求, 需要使用与平台字大小的无符号整形数字的时候, 才使用 UInt. 否则, 推荐使用 Int, 即使你已经确定存储的数据是 非负数. 使用统一的 Int 类型可以避免在不同数字类型之间进行转换的情况.

浮点数

浮点数 就是一个 带小数部分 的数字. 比如: 3.1415926, -2.7.

浮点类型 值的范围比 整形 大的多. 并且可以存储比 整形 数 大的多 或 小得多 的数. Swift 提供了 2 种浮点类型:

• Double 表示一个 64位 的浮点数.
• Float 表示一个 32位 的浮点数.

注意 Double 的精度至少为 15位 小数, Float 的精度低至 6位 小数. 在开发中使用哪个类型取决于需求的数字的 范围 和 精度. 当 2 种类型都合适的情况下, Double 是首选.

类型安全和类型推断

Swift 是一种 类型安全 的编程语言. 如果一个需要 String 类型作为参数的代码段就不能传入 Int 类型的参数. Swift 是类型安全的, 因此在代码编译阶段会执行类型检查. 如果代码中有类型不匹配就会报 编译错误. 这也可以帮助我们在开发过程中尽早发现错误.

当我们在处理不同类型的值的时候, 类型检查 可以帮助我们避免错误. 当然, 也不是说所有的 常量 和 变量 都必须指定声明其具体类型. 如果我们没有指定数据类型, Swift 就会使用 类型推断 来确定适合的类型. 类型推断 可以使编译器在编译阶段通过检查 常量/变量 的 值 来推断其 类型.

如果你给一个新的 常量 赋值为 42 而未声明其类型, 类型推断 就会推断出这个常量为 Int 类型:

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let meaningOfLife = 42
// meaningOfLife 被推断为 Int 类型

同样的, 如果你没有为 浮点型 常量声明其具体类型, 类型推断 会推断其为 Double 类型:

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let pi = 3.14159
// pi 被推断为 Double 类型

如果一个表达式中包含了 整数 和 浮点数, 则会从上下文来推断其为 Double 类型:

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let anotherPi = 3 + 0.14159
// anotherPi 也会被推断为 Double 类型

数字字面值

一个 整形 数字可以被写成一下几种形式: | 进制 | 前缀 | | ——– | —— | | 十进制 | 无前缀 | | 二进制 | 0b | | 八进制 | 0o | | 十六进制 | 0x |

以下几种写法都代表了数字 17:

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let decimalInteger = 17           // 十进制
let binaryInteger = 0b10001       // 二进制
let octalInteger = 0o21           // 八进制
let hexadecimalInteger = 0x11     // 十六进制

浮点型 数字可以被表示为 十进制(无前缀) 和 十六进制(0x前缀). 浮点型 必须在 小数点 两侧都有 1 个数字 (或者十六进制数字).

• 十进制 浮点数可以有一个可选的 指数, 由大写或者小写的 e 表示.
• 十六进制 浮点数必须有一个指数, 用大写或小写的 p 表示.

十进制 的以 exp 为指数的浮点数, 底数 * 10^exp.

• 1.25e2 等同于 1.25 * 10^2 或者 125.0.
• 1.25e-2 等同于 1.25 * 10^-2 或者 0.0125.

十六进制 的以 exp 为指数的浮点数, 底数 * 2^exp.

• 0xFp2 等同于 15 * 2^2 或者 60.0.
• 0xFp-2 等同于 15 * 2^-2 或者 3.75.

以下几种写法的值都为 12.1857:

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let decimalDouble = 12.1875
let exponentDouble = 1.21875e1
let hexadecimalDouble = 0xC.3p0

数字还可以加入额外的 "_" 或者 "0" 来提高其可读性, 并且其值不会受到影响:

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let paddedDouble = 000123.456
let oneMillion = 1_000_000
let justOverOneMillion = 1_000_000.000_000_1

数字类型转换

在开发中, 尽管已知 常量 或者 变量 存储的是无符号的数字, 也应该尽量使用 Int 类型. 使用默认的 Int 类型就可以在代码中直接做运算.仅仅在特殊需求的情况下选择其他的 整数类型.

整形转换

不同 数值类型 的 常量/变量 所能存储的数值范围是不同的. 一个 Int8 的 常量/变量 可以能存储的数值范围为 -128 ~ 127. 然而, 一个 UInt8 类型的 常量/变量 能够存储数值的范围为 0 ~ 255. 当你尝试把一个超出存储范围的数字存储进 常量/变量 的时候, 代码编译就会报错:

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let cannotBeNegative: UInt8 = -1
// UInt8 不能存储负数, 因此此处会报错

let tooBig: Int8 = Int8.max + 1
// Int8 不能存储一个大于 Int8 最大值的数值, 此处也会报错

因为每种 数值类型 可以存储的数值范围都不想同, 因此必须根据不同情况来选择合适的 数值类型. 这样可以防止隐式转换错误. 且有助于在代码中明确类型转换的意图.

可以通过使用现有 数值 作为目标类型的初始值来初始化一个新的 常量/变量 达到从一个数值类型转换为另一个数值类型的目的. 在下面的事例中, 常量 twoThousand 为 UInt16, 另一个 常量 one 是 UInt8. 因为他们的 类型不同, 因此无法直接进行 加法运算. 所以在此案例中调用 UInt16(one), 使用 one 的值作为初始值创建一个新得 UInt16 类型的数值, 然后对其和 twoThousand 做运算:

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let twoThousand: UInt16 = 2_000
let one: UInt8 = 1
let twoThousandAndOne = twoThousand + UInt16(one)

因为 + 两侧现在都是 UInt16 类型, 因此加法运算是可以进行的. 因为此处是 2 个 UInt16 类型进行运算, 所以运算结果也被推断为 UInt16 类型.

整形和浮点型转换

整形 和 浮点型 之间的转换必须是显式转换.

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let three = 3
let pointOneFourOneFiveNine = 0.14159
let pi = Double(three) + pointOneFourOneFiveNine
// pi = 3.14159, 被推断为 Double 类型

案例中 常量 three 的值用于创建了一个 Double 类型的值, 此时 + 两边值的类型均为 Double 所以运算是被允许的.

浮点型 转换为 整形 同样的也必须是 显式转换. 整形 可以使用 Double 或 Float 来初始化.

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let integerPi = Int(pi)
// integerPi 等于 3, 并且被推断为 Int 类型

当 浮点型 被用于初始化为 整形 的时候就会被 截断. 比如: 4.75 会被截断为 4. -3.9 被截断为 -3.

类型别名

类型别名 是现有类型定义的 替代名称. 定义 类型别名 使用 typealias 关键字.

当你希望使用上下文更加合适的名称来引用现有类型时, 类型别名 将会非常有用.

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typealias AudioSample = UInt16

定义了 类型别名 之后, 就可以在任何可能使用 原始名称 的地方使用 别名.

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var maxAmplitudeFound = AudioSample.min
// maxAmplitudeFound 等于 0

此处 AudioSample 是为 UInt16 定义的别名, 因此 AudioSample.min 等价于 UInt16.min, 所以 maxAmplitudeFound 的值为 0.

布尔类型

Swift 有一个基本布尔类型 Bool. 布尔值被成为 逻辑值, 因为他们只能是 真 或 假. Swift 提供了 2 个布尔常量值 true 和 false.

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let orangesAreOrange = true
let turnipsAreDelicious = false

此处因为 orangesAreOrange 和 turnipsAreDelicious 使用 布尔值 初始化, 因此被推断为 布尔类型. 如果你使用 true 或 false 初始化了 常量/变量, 就无需声明其类型为 Bool. 当使用已知类型的值初始化 常量/变量 时候, 类型推断有助于使代码更加简介和易读.

布尔值在处理条件语句时候特别有用, 例如 if 语句:

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if turnipsAreDelicious {
    print("Mmm, tasty turnips!")
} else {
    print("Eww, turnips are horrible.")
}
// 打印结果: "Eww, turnips are horrible."

Swift 的 类型安全 可以防止 非布尔值 替换 Bool 类型的情况. 下面的例子就会报错:

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let i = 1
if i {
    // 此处会报编译错误.
}

但是下面的例子是可以的:

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let i = 1
if i == 1 {
    // 可以编译通过
}

比较语句 i == 1 结果的类型为 Bool, 因此第二个例子可以正常编译通过.

与其他 类型安全 事例一样, 这种方法避免了意外的错误, 并确保特定代码段的意图始终清晰.