Swift - 字符串和字符(Strings and Characters)

  Swift 的String和Character类型提供了快速和兼容 Unicode 的方式供你的代码使用。 字符串连接操作只需要简单地通过+符号将两个字符串相连即可。与 Swift 中其他值一样,能否更改字符串的值,取决于其被定义为常量还是变量。每一个字符串都是由编码无关的 Unicode 字符组成,并支持访问字符的多种 Unicode 表示形式。

字符串字面量

字符串字面量可以用于为常量和变量提供初始值:

let someString = "Some string literal value"

注意someString常量通过字符串字面量进行初始化,Swift 会推断该常量为String类型。

多行字符串字面量

如果你需要一个字符串是跨越多行的,那就使用多行字符串字面量 —— 由一对三个双引号包裹着的具有固定顺序的文本字符集(转义符还是需要的):

let quotation = """
The White Rabbit put on his spectacles.  "Where shall I begin,
please your Majesty?" he asked.
"Begin at the beginning," the King said gravely, "and go on
till you come to the end; then stop."
"""

可以用在行尾写一个反斜杠(\)作为续行符,输出不进行换行。

let softWrappedQuotation = """
The White Rabbit put on his spectacles.  "Where shall I begin, \
please your Majesty?" he asked.

"Begin at the beginning," the King said gravely, "and go on \
till you come to the end; then stop."
"""

字符串字面量的特殊字符

字符串字面量可以包含以下特殊字符:

  • 转义字符\0(空字符)、\\(反斜线)、\t(水平制表符)、\n(换行符)、\r(回车符)、\"(双引号)、\'(单引号)。
  • Unicode 标量,写成\u{n}(u为小写),其中n为任意一到八位十六进制数且可用的 Unicode 位码。

下面的代码为各种特殊字符的使用示例。 wiseWords常量包含了两个双引号。 dollarSignblackHeartsparklingHeart常量演示了三种不同格式的 Unicode 标量:

let wiseWords = "\"Imagination is more important than knowledge\" - Einstein"
// "Imageination is more important than knowledge" - Enistein
let dollarSign = "\u{24}"             // $, Unicode 标量 U+0024
let blackHeart = "\u{2665}"           // ♥, Unicode 标量 U+2665
let sparklingHeart = "\u{1F496}"      // 💖, Unicode 标量 U+1F496

由于多行字符串字面量使用了三个双引号,而不是一个,所以你可以在多行字符串字面量里直接使用双引号(")而不必加上转义符(\)。要在多行字符串字面量中使用 """ 的话,就需要使用至少一个转义符(\):

let threeDoubleQuotes = """
Escaping the first quote \"""
Escaping all three quotes \"\"\"
"""

初始化空字符串

要创建一个空字符串作为初始值,可以将空的字符串字面量赋值给变量,也可以初始化一个新的String实例:

var emptyString = ""               // 空字符串字面量
var anotherEmptyString = String()  // 初始化方法
// 两个字符串均为空并等价。

您可以通过检查其Bool类型的isEmpty属性来判断该字符串是否为空:

if emptyString.isEmpty {
    print("Nothing to see here")
}
// 打印输出:"Nothing to see here"

字符串是值类型

Swift 的String类型是值类型。 如果您创建了一个新的字符串,那么当其进行常量、变量赋值操作,或在函数/方法中传递时,会进行值拷贝。 任何情况下,都会对已有字符串值创建新副本,并对该新副本进行传递或赋值操作。

Swift 默认字符串拷贝的方式保证了在函数/方法中传递的是字符串的值。 很明显无论该值来自于哪里,都是您独自拥有的。 您可以确信传递的字符串不会被修改,除非你自己去修改它。

在实际编译时,Swift 编译器会优化字符串的使用,使实际的复制只发生在绝对必要的情况下,这意味着您将字符串作为值类型的同时可以获得极高的性能。

使用字符

您可通过for-in循环来遍历字符串,获取字符串中每一个字符的值:

for character in "Dog!🐶" {
    print(character)
}
// D
// o
// g
// !
// 🐶

for-in循环在 For 循环 中进行了详细描述。

另外,通过标明一个Character类型并用字符字面量进行赋值,可以建立一个独立的字符常量或变量:

let exclamationMark: Character = "!"

字符串可以通过传递一个值类型为Character的数组作为自变量来初始化:

let catCharacters: [Character] = ["C", "a", "t", "!", "🐱"]
let catString = String(catCharacters)
print(catString)
// 打印输出:"Cat!🐱"

连接字符串和字符

字符串可以通过加法运算符(+)相加在一起(或称“连接”)创建一个新的字符串:

let string1 = "hello"
let string2 = " there"
var welcome = string1 + string2
// welcome 现在等于 "hello there"

您也可以通过加法赋值运算符 (+=) 将一个字符串添加到一个已经存在字符串变量上:

var instruction = "look over"
instruction += string2
// instruction 现在等于 "look over there"

您可以用append()方法将一个字符附加到一个字符串变量的尾部:

let exclamationMark: Character = "!"
welcome.append(exclamationMark)
// welcome 现在等于 "hello there!"

字符串插值

字符串插值是一种构建新字符串的方式,可以在其中包含常量、变量、字面量和表达式。字符串字面量多行字符串字面量都可以使用字符串插值。 您插入的字符串字面量的每一项都在以反斜线为前缀的圆括号中:

let multiplier = 3
let message = "\(multiplier) times 2.5 is \(Double(multiplier) * 2.5)"
// message 是 "3 times 2.5 is 7.5"

在上面的例子中,multiplier作为\(multiplier)被插入到一个字符串常量量中。 当创建字符串执行插值计算时此占位符会被替换为multiplier实际的值。

multiplier的值也作为字符串中后面表达式的一部分。 该表达式计算Double(multiplier) * 2.5的值并将结果 (7.5) 插入到字符串中。 在这个例子中,表达式写为\(Double(multiplier) * 2.5)并包含在字符串字面量中。

注意:
插值字符串中写在括号中的表达式不能包含非转义反斜杠 (\),并且不能包含回车或换行符。不过,插值字符串可以包含其他字面量。

Unicode

Unicode是一个国际标准,用于文本的编码和表示。 它使您可以用标准格式表示来自任意语言几乎所有的字符,并能够对文本文件或网页这样的外部资源中的字符进行读写操作。 Swift 的StringCharacter类型是完全兼容 Unicode 标准的。

Unicode 标量

Swift 的String类型是基于 Unicode 标量 建立的。 Unicode 标量是对应字符或者修饰符的唯一的21位数字.

计算字符数量

如果想要获得一个字符串中Character值的数量,可以使用count属性:

let unusualMenagerie = "Koala 🐨, Snail 🐌, Penguin 🐧, Dromedary 🐪"
print("unusualMenagerie has \(unusualMenagerie.count) characters")
// 打印输出 "unusualMenagerie has 40 characters"

注意在 Swift 中,使用可拓展的字符群集作为Character值来连接或改变字符串时,并不一定会更改字符串的字符数量。

例如,如果你用四个字符的单词cafe初始化一个新的字符串,然后添加一个COMBINING ACTUE ACCENT(U+0301)作为字符串的结尾。最终这个字符串的字符数量仍然是4,因为第四个字符是é,而不是e

var word = "cafe"
print("the number of characters in \(word) is \(word.count)")
// 打印输出 "the number of characters in cafe is 4"

word += "\u{301}"    // 拼接一个重音, U+0301

print("the number of characters in \(word) is \(word.count)")
// 打印输出 "the number of characters in café is 4"

另外需要注意的是通过count属性返回的字符数量并不总是与包含相同字符的NSStringlength属性相同。NSStringlength属性是利用 UTF-16 表示的十六位代码单元数字,而不是 Unicode 可扩展的字符群集。

访问和修改字符串

你可以通过字符串的属性和方法来访问和修改它,当然也可以用下标语法完成。

字符串索引

每一个String值都有一个关联的索引(index)类型,String.Index,它对应着字符串中的每一个Character的位置。

前面提到,不同的字符可能会占用不同数量的内存空间,所以要知道Character的确定位置,就必须从String开头遍历每一个 Unicode 标量直到结尾。因此,Swift 的字符串不能用整数(integer)做索引。

使用startIndex属性可以获取一个String的第一个Character的索引。使用endIndex属性可以获取最后一个Character的后一个位置的索引。因此,endIndex属性不能作为一个字符串的有效下标。如果String是空串,startIndexendIndex是相等的。

通过调用 Stringindex(before:)index(after:) 方法,可以立即得到前面或后面的一个索引。您还可以通过调用 index(_:offsetBy:) 方法来获取对应偏移量的索引,这种方式可以避免多次调用 index(before:)index(after:) 方法。

你可以使用下标语法来访问 String 特定索引的 Character

let greeting = "Guten Tag!"
greeting[greeting.startIndex]
// G
greeting[greeting.index(before: greeting.endIndex)]
// !
greeting[greeting.index(after: greeting.startIndex)]
// u
let index = greeting.index(greeting.startIndex, offsetBy: 7)
greeting[index]
// a

试图获取越界索引对应的 Character,将引发一个运行时错误。

greeting[greeting.endIndex] // error
greeting.index(after: endIndex) // error

使用 indices 属性会创建一个包含全部索引的范围(Range),用来在一个字符串中访问单个字符。

for index in greeting.indices {
   print("\(greeting[index]) ", terminator: "")
}
// 打印输出 "G u t e n T a g ! "

注意:
您可以使用 startIndexendIndex 属性或者 index(before:)index(after:)index(_:offsetBy:) 方法在任意一个确认的并遵循 Collection 协议的类型里面,如上文所示是使用在 String 中,您也可以使用在 ArrayDictionarySet中。

插入和删除

调用 insert(_:at:) 方法可以在一个字符串的指定索引插入一个字符,调用 insert(contentsOf:at:) 方法可以在一个字符串的指定索引插入一个段字符串。

var welcome = "hello"
welcome.insert("!", at: welcome.endIndex)
// welcome 变量现在等于 "hello!"

welcome.insert(contentsOf:" there", at: welcome.index(before: welcome.endIndex))
// welcome 变量现在等于 "hello there!"

调用 remove(at:) 方法可以在一个字符串的指定索引删除一个字符,调用 removeSubrange(_:) 方法可以在一个字符串的指定索引删除一个子字符串。

welcome.remove(at: welcome.index(before: welcome.endIndex))
// welcome 现在等于 "hello there"

let range = welcome.index(welcome.endIndex, offsetBy: -6)..<welcome.endIndex
welcome.removeSubrange(range)
// welcome 现在等于 "hello"

注意: 您可以使用 insert(_:at:)insert(contentsOf:at:)remove(at:)removeSubrange(_:) 方法在任意一个确认的并遵循 RangeReplaceableCollection 协议的类型里面,如上文所示是使用在 String 中,您也可以使用在 ArrayDictionarySet 中。

子字符串

当你从字符串中获取一个子字符串 —— 例如,使用下标或者 prefix(_:) 之类的方法 —— 就可以得到一个 SubString 的实例,而非另外一个 String。Swift 里的 SubString 绝大部分函数都跟 String 一样,意味着你可以使用同样的方式去操作 SubStringString。然而,跟 String 不同的是,你只有在短时间内需要操作字符串时,才会使用 SubString。当你需要长时间保存结果时,就把 SubString 转化为 String 的实例:

let greeting = "Hello, world!"
let index = greeting.index(of: ",") ?? greeting.endIndex
let beginning = greeting[..<index]
// beginning 的值为 "Hello"

// 把结果转化为 String 以便长期存储。
let newString = String(beginning)

就像 String,每一个 SubString 都会在内存里保存字符集。而 StringSubString 的区别在于性能优化上,SubString 可以重用原 String 的内存空间,或者另一个 SubString 的内存空间(String 也有同样的优化,但如果两个 String 共享内存的话,它们就会相等)。这一优化意味着你在修改 StringSubString 之前都不需要消耗性能去复制内存。就像前面说的那样,SubString 不适合长期存储 —— 因为它重用了原 String 的内存空间,原 String 的内存空间必须保留直到它的 SubString 不再被使用为止。

上面的例子,greeting 是一个 String,意味着它在内存里有一片空间保存字符集。而由于 beginninggreetingSubString,它重用了 greeting 的内存空间。相反,newString 是一个 String —— 它是使用 SubString 创建的,拥有一片自己的内存空间。

比较字符串

Swift 提供了三种方式来比较文本值:字符串字符相等、前缀相等和后缀相等。

字符串/字符相等

字符串/字符可以用等于操作符(==)和不等于操作符(!=),详细描述在比较运算符

let quotation = "We're a lot alike, you and I."
let sameQuotation = "We're a lot alike, you and I."
if quotation == sameQuotation {
    print("These two strings are considered equal")
}
// 打印输出 "These two strings are considered equal"

如果两个字符串(或者两个字符)的可扩展的字形群集是标准相等的,那就认为它们是相等的。在这个情况下,即使可扩展的字形群集是有不同的 Unicode 标量构成的,只要它们有同样的语言意义和外观,就认为它们标准相等。

例如,LATIN SMALL LETTER E WITH ACUTE(U+00E9)就是标准相等于LATIN SMALL LETTER E(U+0065)后面加上COMBINING ACUTE ACCENT(U+0301)。这两个字符群集都是表示字符é的有效方式,所以它们被认为是标准相等的:

// "Voulez-vous un café?" 使用 LATIN SMALL LETTER E WITH ACUTE
let eAcuteQuestion = "Voulez-vous un caf\u{E9}?"

// "Voulez-vous un café?" 使用 LATIN SMALL LETTER E and COMBINING ACUTE ACCENT
let combinedEAcuteQuestion = "Voulez-vous un caf\u{65}\u{301}?"

if eAcuteQuestion == combinedEAcuteQuestion {
    print("These two strings are considered equal")
}
// 打印输出 "These two strings are considered equal"

相反,英语中的LATIN CAPITAL LETTER A(U+0041,或者A)不等于俄语中的CYRILLIC CAPITAL LETTER A(U+0410,或者A)。两个字符看着是一样的,但却有不同的语言意义:

let latinCapitalLetterA: Character = "\u{41}"

let cyrillicCapitalLetterA: Character = "\u{0410}"

if latinCapitalLetterA != cyrillicCapitalLetterA {
    print("These two characters are not equivalent")
}
// 打印 "These two characters are not equivalent"

注意:
在 Swift 中,字符串和字符并不区分地域(not locale-sensitive)。

前缀/后缀相等

通过调用字符串的hasPrefix(_:)/hasSuffix(_:)方法来检查字符串是否拥有特定前缀/后缀,两个方法均接收一个String类型的参数,并返回一个布尔值。

下面的例子以一个字符串数组表示莎士比亚话剧《罗密欧与朱丽叶》中前两场的场景位置:

let romeoAndJuliet = [
    "Act 1 Scene 1: Verona, A public place",
    "Act 1 Scene 2: Capulet's mansion",
    "Act 1 Scene 3: A room in Capulet's mansion",
    "Act 1 Scene 4: A street outside Capulet's mansion",
    "Act 1 Scene 5: The Great Hall in Capulet's mansion",
    "Act 2 Scene 1: Outside Capulet's mansion",
    "Act 2 Scene 2: Capulet's orchard",
    "Act 2 Scene 3: Outside Friar Lawrence's cell",
    "Act 2 Scene 4: A street in Verona",
    "Act 2 Scene 5: Capulet's mansion",
    "Act 2 Scene 6: Friar Lawrence's cell"
]

您可以调用hasPrefix(_:)方法来计算话剧中第一幕的场景数:

var act1SceneCount = 0
for scene in romeoAndJuliet {
    if scene.hasPrefix("Act 1 ") {
        act1SceneCount += 1
    }
}
print("There are \(act1SceneCount) scenes in Act 1")
// 打印输出 "There are 5 scenes in Act 1"

相似地,您可以用hasSuffix(_:)方法来计算发生在不同地方的场景数:

var mansionCount = 0
var cellCount = 0
for scene in romeoAndJuliet {
    if scene.hasSuffix("Capulet's mansion") {
        mansionCount += 1
    } else if scene.hasSuffix("Friar Lawrence's cell") {
        cellCount += 1
    }
}
print("\(mansionCount) mansion scenes; \(cellCount) cell scenes")
// 打印输出 "6 mansion scenes; 2 cell scenes"

注意:
hasPrefix(_:)hasSuffix(_:)方法都是在每个字符串中逐字符比较其可扩展的字符群集是否标准相等,详细描述在字符串/字符相等

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