课程大纲
Swift 简介
Swift 是 Apple 在 2014 年 6 月 WWDC 发布的全新编程语言,中文名和 LOGO 是“雨燕”
Swift 之父 Chris Lattner,Clang 编译器作者,LLVM 项目的主要发起人。从 Apple 离职后,先后跳槽到 Tesla、Google,目前在 Google Brain 从事 AI 研究。
Swift 版本
从 Swift 1.x 发展到了 Swift 5.x 版本,经历了多次重大改变,ABI 终于稳定(即Swift 语法不会有太大的变动)
API(Application Programming Interface)
:应用程序编程接口
源代码和库之间的接口
ABI(Application Binary Interface)
:应用程序二进制接口
应用程序与操作系统之间的底层接口。涉及的内容有:目标文件格式、数据类型的大小/布局/对齐、函数调用约定等。
Swift 完全开源:https://github.com/apple/swift,底层主要采用 C++ 编写
编译流程
LLVM 是编译器,编译器分为:编译器前端(词法分析,生成语法树AST...)和编译器后端(生成对应平台的二进制)
编译流程分析,如:我们编写的 C/OC 代码是先由 Clang 编译器的前端进行处理(词法分析,生成语法树AST...),处理完后再转交给编译器的后端 LLVM,最终生成对应平台架构的二进制代码。
Clang 是 OC 编译器的前端,swiftc 是 Swift 编译器的前端
Swift 代码编译流程:Swift代码 -> 语法树 -> 中间代码 -> 转交给LLVM -> 汇编代码 -> 二进制代码
OC 代码编译流程:
swiftc
swiftc 是 Swift 编译器,swiftc 和 clang 都存放在 Xocde 内部
位置:/Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Toolchains/XcodeDefault.xctoolchain/usr/bin/
使用 swiftc 的一些操作:
首先创建一个 main.swift
文件:
import Foundation
print("Hello, World!")
- 生成语法树:
swiftc -dump-ast main.swift -o main.ast
- 生成最简洁的SIL代码(即 Swift 的中间代码):
swiftc -emit-sil main.swift -o main.sil
- 生成 LLVM IR 代码:
swiftc -emit-ir main.swift -o main.ll
- 生成汇编代码:
swiftc -emit-assembly main.swift -o main.s
说明:指令后面的 -o 文件名 可以将编译后的内容输出到文件中
对汇编代码进行分析,可以真正掌握编程语言的本质,通过汇编代码可以知道我们写的代码在底层做了什么事情,在内存中做了什么事情
如何使用Xcode查看汇编(即将自己写的代码转成汇编),分析代码:
查看汇编:
在汇编中,callq
是调用函数的意思,通过分析汇编可以知道 sizeof(int)
不是一个函数,经编译器编译处理后 sizeof(int)
在底层是0x4(即十六进制4)
基础语法
- 不用编写main函数,Swift 将全局范围内的首句可执行代码作为程序入口
- 一句代码尾部可以省略分号(
;
),多句代码写到同一行时必须用分号(;
)隔开 - 用
var
定义变量,let
定义常量,编译器能自动推断出变量/常量的类型
打印变量的值:
// C 代码
int age = 18;
printf("年龄:%d", age);
// OC 代码
NSInteger age = 18;
NSLog(@"年龄:%@", age);
// Swift 代码
var age = 18
print("年龄:\(a)")
-
Playground
可以快速预览代码效果,是学习语法的好帮手
注释
- Swift 支持多行注释嵌套(其它很多编程语言不支持)
// 单行注释
/*
多行注释
*/
/*
1
/* 多行注释的嵌套 */
2
*/
- Playground 的注释支持 markup 语法(与 markdown 相似,相当于在注释中写博客一样)
//: # 一级标题
/*:
# 一级标题
## 二级标题
*/
开启 markup 渲染效果:Xcode -> Editor -> Show Rendered Markup
注意:Markup 只在 Playground 中有效
常量
在 Swift 中,常量只能赋值一次,它的值不要求在编译时期确定,但在使用之前必须赋值一次
// 书写1:先声明,后赋值
let a: Int
a = 18
// 书写2:在声明的同时进行赋值
let b: Int = 18
// 书写3:简写
let c = 18
// 定义常量/变量时,注意事项:
// 1.如果不赋值(不初始化),需要指明常量/变量的类型
// 2.如果赋值(初始化),编译器会根据值自动推断出常量/变量的类型,因此可以省略指明类型
// 3.定义的定义常量/变量,在使用前,必须要赋值过一次
// 下面是错误代码
let age // 未指明常量类型
age = 20
let height: Int
print(height) // 在使用前,未初始化
标识符
标识符(比如变量名、常量名、函数名)几乎可以使用任何字符(如:中文,表情等)。但是不能以数字开头,不能包含空白字符、制表符、箭头等特殊字符。
字面量
// 布尔
let bool = true // 取反是 false
// 字符串
let string = "Hello Word"
// 字符(可存储 ASCII 字符 / Unicode 字符)
let character: Character = "🐶";
// 整数
let a = 17 // 十进制
let b = 0b10001 // 二进制
let c = 0o21 // 八进制
let d = 0x11 // 十六进制
// 浮点数
let x = 125.0 // 十进制(等价于:1.25e2)
let y = 0xFp2 // 十六进制(等价于:15×2^2)
// 整数和浮点数可以添加额外的 零 或 下划线 来增强可读性,如:
// 1000000 可以写成:100_0000,或 1_000_000
// 123.456 可以写成:000123.456
// 数组
let array = [1, 2, 3, 4, 5]
// 字典
let dictionary = ["age": 18, "height": 158, "weight": 88]
类型转换
在 Swift 中没有隐式转换,必须手动强制转换成同一类型
// 整数转换
let a: UInt16 = 2_000
let b: UInt8 = 1
let c = a + UInt16(b) // 强制类型转换
// 字面量是可以直接相加,因为字面量本身没有明确的类型
let d = 3 + 0.1314
元组(tuple)
// 元组有点类似于结构体,元组仍然是一个变量,可以存储 N个 任意类型的数据
//let people: (String, Int) = ("张三", 18)
let people = ("张三", 18)
let name = people.0
let age = people.1
print("姓名:\(name);年龄:\(age)")
// 写法2
let (name1, age1) = ("张三", 18)
print("姓名:\(name1);年龄:\(age1)")
// 写法3:给每个数据加个标签,除了通过索引访问元组的数据,还可以通过标签去访问
let p = (name: "张三", age: 18)
print("姓名:\(p.name);年龄:\(p.age)")