Swift 5.1 之類型轉(zhuǎn)換與模式匹配的教程詳解

更新時(shí)間：2020年05月29日 09:41:30 作者：沐靈洛

這篇文章主要介紹了Swift 5.1 之類型轉(zhuǎn)換與模式匹配的相關(guān)知識(shí)，本文通過(guò)實(shí)例代碼給大家介紹的非常詳細(xì)，對(duì)大家的學(xué)習(xí)或工作具有一定的參考借鑒價(jià)值,需要的朋友可以參考下

類型轉(zhuǎn)換在Swift中使用 is 和 as 操作符實(shí)現(xiàn)。

類型檢查

使用操作符 is 檢查一個(gè)實(shí)例是否是某個(gè)確定的類以及其繼承體系的父類或子類類型。如果是某個(gè)確定的類（該類繼承體系的父類或子類）類型，則返回 true ，否則返回 false 。

class Cat {
 func hairColor() -> String {
  return "五顏六色"
 }
}
class WhiteCat: Cat {
 override func hairColor() -> String {
  return "白色"
 }
}
class BlackCat: Cat {
 override func hairColor() -> String {
  return "黑色"
 }
}
//必須符合`Cat`類以及其子類，類型推斷需要
let kinds = [WhiteCat(),BlackCat(),WhiteCat(),WhiteCat()]
for item in kinds {
 if item is WhiteCat {
  print("白貓")//!< 3次
 }
 if item is BlackCat {
  print("黑貓")//!< 1次
 }
 if item is Cat {
  print("貓")//!< 4次
 }
}

向下轉(zhuǎn)換

某個(gè)類類型的常量或變量實(shí)際上可能是其子類的實(shí)例。這種情況下，我們會(huì)用到類型轉(zhuǎn)換操作符（ as？ 或 as！ ）向下轉(zhuǎn)換為子類類型。

as? ：類型轉(zhuǎn)換的條件形式，向下轉(zhuǎn)換為某個(gè)類型時(shí)，返回該類型的可選值，即：轉(zhuǎn)換失敗時(shí)返回 nil 。使用場(chǎng)景：向下轉(zhuǎn)換可能會(huì)失敗的情況。

as! ：類型轉(zhuǎn)換的強(qiáng)制形式，向下轉(zhuǎn)換為某個(gè)類型時(shí)，會(huì)進(jìn)行強(qiáng)制解包，即：轉(zhuǎn)換失敗時(shí)觸發(fā)運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤。使用場(chǎng)景：向下轉(zhuǎn)換確定不會(huì)失敗

//必須符合`Cat`類以及其子類，類型推斷需要
let kinds = [WhiteCat(),BlackCat(),WhiteCat(),WhiteCat()]
for item in kinds {
 if let white = item as? WhiteCat {
  print("毛發(fā)：\(white.hairColor())")
 }
 if let black = item as? BlackCat {
  print("毛發(fā)：\(black.hairColor())")
 }
}

下述內(nèi)容總結(jié)自蘋果官方博客：

Swift 1.2之前 as 運(yùn)算符可以執(zhí)行兩種不同類型的轉(zhuǎn)換：保證轉(zhuǎn)換和強(qiáng)制轉(zhuǎn)換。

保證轉(zhuǎn)換：保證將一種類型的值轉(zhuǎn)換為另一種類型，這種保證由編譯器編譯時(shí)驗(yàn)證。

例如：

• 向上轉(zhuǎn)換（Upcasting），將當(dāng)前類型的值轉(zhuǎn)換為該類型的父類之一。

• 指定數(shù)字的類型： let num = 6 as Float

**強(qiáng)制轉(zhuǎn)換：**強(qiáng)制將一種類型的值轉(zhuǎn)換為另一種類型，這種轉(zhuǎn)換編譯器無(wú)法保證安全性，并且可能觸發(fā)運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤。

例如：上述的向下轉(zhuǎn)換（Downcasting）,將一種類型的值轉(zhuǎn)換為其子類之一。在Swift 1.2之后保證轉(zhuǎn)換仍然使用 as 操作符，但強(qiáng)制轉(zhuǎn)換使用 as! 操作符。

Any 和 AnyObject 的類型轉(zhuǎn)換

Swift提供了兩種特殊類型來(lái)處理非特定類型：

any
AnyObject

在某些使用 any 和 AnyObject 的特殊場(chǎng)景下，對(duì)于 Any 和 AnyObject 表示的實(shí)例，需要運(yùn)用類型轉(zhuǎn)換模式，值綁定模式，表達(dá)式模式等模式匹配的知識(shí)。所以我們先介紹下Swift中的模式。

類型轉(zhuǎn)換模式

類型轉(zhuǎn)換有兩種模式： is 模式和 as 模式。 is 模式僅在 switch 語(yǔ)句的 case 標(biāo)簽中使用。 is 模式和 as 模式有如下形式：

is <#Type#>
//pattern:代表此處也需要一個(gè)模式
<#pattern#> as <#Type#>

is 模式：如果運(yùn)行時(shí)值的類型與 is 模式右側(cè)指定的類型或該類型的子類相同，則 is 模式會(huì)匹配到這個(gè)值。此行為很適用 switch 語(yǔ)句的 case 場(chǎng)景。 is 模式的行為類似于 is 運(yùn)算符，因?yàn)樗鼈兌紙?zhí)行類型轉(zhuǎn)換但類型轉(zhuǎn)換后丟棄了返回的類型。

as 模式：如果在運(yùn)行時(shí)值的類型與 as 模式右側(cè)指定的類型或該類型的子類相同，則 as 模式會(huì)匹配到這個(gè)值。如果匹配成功，則會(huì)將匹配到的值的類型將轉(zhuǎn)換為 as 模式右側(cè)指定的類型。

值綁定模式

值綁定模式將匹配到的值綁定到變量或常量。將匹配到的值綁定到常量，綁定模式以let關(guān)鍵字開頭；綁定到變量以var關(guān)鍵字開頭。

let point = (3,2)
switch point {
case let(x,y):
 //值綁定模式匹配到的X值：3,Y值：2
 print("值綁定模式匹配到的X值：\(x),Y值：\(y)")
}

通配符模式

通配符模式匹配并忽略任何值，并由下劃線 _ 表示。

for _ in 1...9 {
 print("通配符模式")
}

標(biāo)識(shí)符模式

標(biāo)識(shí)符模式匹配任何值，并將匹配的值綁定到變量或常量的名稱。

let someValue = 42

someValue 是一個(gè)與 Int 類型的值 42 匹配的標(biāo)識(shí)符模式。匹配成功， 42 將被賦值給常量 someValue 。當(dāng)變量或常量聲明的左側(cè)的模式是標(biāo)識(shí)符模式時(shí)，標(biāo)識(shí)符模式隱式地是值綁定模式的子模式。 ####元組模式元組模式是以逗號(hào)分隔的零個(gè)或多個(gè)元素列表，括在括號(hào)中。元組模式匹配相應(yīng)元組類型的值。

包含單個(gè)元素的元組模式周圍的括號(hào)無(wú)效。該模式匹配該單個(gè)元素類型的值。所以下面寫法是等效的：

let a = 2  // a: Int = 2
let (a) = 2  // a: Int = 2
let (a): Int = 2 // a: Int = 2

枚舉 Case 模式

枚舉 Case 模式匹配現(xiàn)有枚舉中存在 case 。枚舉 Case 模式出現(xiàn)在 switch 語(yǔ)句的case標(biāo)簽中以及 if ， while ， guard ， for - in 語(yǔ)句中。

如果嘗試匹配的枚舉 case 具有關(guān)聯(lián)值，則相應(yīng)的枚舉 Case 模式必須指定與每個(gè)關(guān)聯(lián)值對(duì)應(yīng)的元組。

enum VendingMachineError {
 case InvalidGoods//!< 商品無(wú)效
 case StockInsufficient//!< 庫(kù)存不足
 case CoinInsufficient(coinNeeded:Int,caseDes:String)
}
let enumArray = [VendingMachineType.CoinInsufficient(coinNeeded: 4, caseDes: "自動(dòng)售貨機(jī)，硬幣不足，請(qǐng)補(bǔ)充"),
     .InvalidGoods,
     .StockInsufficient,
     .CoinInsufficient(coinNeeded: 6, caseDes: "自動(dòng)售貨機(jī)，硬幣不足，超過(guò)限額")]
for patternCase in enumArray {
 switch patternCase {
 case .CoinInsufficient(coinNeeded: let x, caseDes: let y) where x > 5:
  print(x,y)
 case let .CoinInsufficient(coinNeeded: x, caseDes: y):
  print(x,y)
 case .InvalidGoods:
  print("商品無(wú)效")
 default:
  print("未匹配到")
 }
}

枚舉 Case 模式還匹配枚舉類型的可選項(xiàng)。當(dāng)可選項(xiàng) Optional 是枚舉類型時(shí)， .none 和 .some 能夠作為枚舉類型的其他 case 出現(xiàn)在同一個(gè) switch 語(yǔ)句中。這種簡(jiǎn)化的語(yǔ)法允許我們省略可選模式。

enum SomeEnum { case left, right,top,down}
let array : Array<SomeEnum?> = [.left,nil,.right,.top,.down]
//方式一：
array.forEach { (item) in
 switch item {
 case .left?:
  print("左")
 case SomeEnum.right?:
  print("右")
 case .down?:
  print("下")
 case .top?:
  print("上")
 default:
  print("沒(méi)有值")
 }
}
//方式二：
array.forEach { (item) in
 switch item {
 case .some(let x):
  print("對(duì)可選項(xiàng)item進(jìn)行解包得到:\(x)")//!< left,right,top,down
 case .none:
  print("沒(méi)有值") //nil
 }
}

可選模式

可選模式匹配包含在 Optional<Wrapped> 枚舉(這是可選項(xiàng)的實(shí)現(xiàn)原理)對(duì)應(yīng)的 case 項(xiàng)： some(Wrapped) 中的值。即匹配可選項(xiàng)有值的情況。

public enum Optional<Wrapped> : ExpressibleByNilLiteral {
 /// The absence of a value.
 /// In code, the absence of a value is typically written using the `nil`
 /// literal rather than the explicit `.none` enumeration case.
 case none
 /// The presence of a value, stored as `Wrapped`.
 case some(Wrapped)
 ......
}

可選模式由標(biāo)識(shí)符模式組成后面緊跟 ? 并出現(xiàn)在與枚舉 Case 模式相同的位置。因?yàn)榭蛇x模式是 Optional<Wrapped> 枚舉的 Case 模式語(yǔ)法糖。所以下面兩種寫法是等效的：

let someInt : Int? = 42
//方式一：枚舉case模式
if case let .some(x) = someInt {
 print(x)
}
if case .some(let x) = someInt {
 print(x)
}
//方式二：可選模式
if case let x? = someInt {
 print(x)
}

使用可選模式迭代包含可選項(xiàng)的數(shù)組是很方便的：

enum SomeEnum { case left, right,top,down}
let array : Array<SomeEnum?> = [.left,nil,.right,nil,.top,.down]
for case let item? in array {
 print(item)//!< log:left right top down
}
for case let .some(item) in array {
 print(item)//!< log:left right top down
}
for case .some(let item) in array {
 print(item)//!< log:left right top down
}

表達(dá)式模式

表達(dá)式模式：表示表達(dá)式的值，僅出現(xiàn)在 switch 語(yǔ)句的 case 標(biāo)簽中。

表達(dá)式模式的機(jī)制：使用Swift標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的 ~= 操作符將表達(dá)式模式中表達(dá)式的值與匹配值（輸入值）進(jìn)行比較，若 ~= 返回 true 則證明匹配成功，否則匹配失敗。

~= 運(yùn)算符默認(rèn)情況下使用 == 運(yùn)算符比較兩個(gè)相同類型的值；也可以通過(guò)檢查某個(gè)值是否在某個(gè)范圍內(nèi)來(lái)匹配范圍值。

let point = (9,14)
switch point {
case (9,14):
 print("表達(dá)式模式使用`~=`精準(zhǔn)匹配::(\(point.0),\(point.1))")
 fallthrough
case (5..<10,0...20):
 print("表達(dá)式模式使用`~=`范圍匹配:(\(point.0),\(point.1))")
default:
 print("未匹配")
}

可以重載〜= 運(yùn)算符提供自定義表達(dá)式匹配行為:

//全局聲明：class外部，否則報(bào)錯(cuò)
func ~= (pattern: String, value: Int) -> Bool {
 return pattern == "\(value)"
}
let point = (9,14)
switch point {
case ("9","14")://若不重載則會(huì)報(bào)錯(cuò)
 print("表達(dá)式模式使用`~=`精準(zhǔn)匹配:(\(point.0),\(point.1))")
 fallthrough
case (5..<10,0...20):
 print("表達(dá)式模式使用`~=`范圍匹配:(\(point.0),\(point.1))")
default:
 print("未匹配")
}

介紹完模式，接下來(lái)我們舉例來(lái)說(shuō)明模式在 Any 和 AnyObject 的類型轉(zhuǎn)換的使用。示例一：

var things : [Any] = [0, 0.0, 42, 3.14159, "hello", (3.0, 5.0),
      WhiteCat(),{ (name: String) -> String in "Hello, \(name)" } ]
for thing in things {
 switch thing {
 case 0 as Int:
  print("`as`模式匹配兩部分，pattern:表達(dá)式模式(`0`)，type:匹配類型(`Int`),匹配結(jié)果：0")
 case (0) as Double:
  print("`as`模式匹配兩部分，pattern:表達(dá)式模式(`0`)，type:匹配類型(`Double`),匹配結(jié)果：0.0")
 case is Double:
  print("`is`模式匹配`Double`類型的值，值類型與`is`右側(cè)類型及子類相同時(shí)，執(zhí)行此句")
 case let someInt as Int:
  print("`as`模式匹配兩部分，pattern:值綁定模式(`let someInt`)，type:匹配類型(`Int`),匹配結(jié)果：\(someInt)")
 case _ as Int:
  print("`as`模式匹配兩部分，pattern:通配符模式(`_`)，type:匹配類型(`Int`),匹配結(jié)果被忽略")
 case let someDouble as Double where someDouble > 0:
  print("`as`模式匹配兩部分，pattern:值綁定模式(`let someDouble`)，type:匹配類型(`Double`),匹配結(jié)果：\(someDouble)")
 case let someString as String:
  print("`as`模式匹配兩部分，pattern:值綁定模式(`let someString`)，type:匹配類型(`String`),匹配結(jié)果：\(someString)")
 case let (x, y) as (Double, Double):
  print("`as`模式匹配兩部分，pattern:元組模式(`let (x, y) `)，type:匹配類型(元組`(Double, Double)`),匹配結(jié)果：\((x, y))")
  fallthrough
 case (2.0...4.0, 3.0...6.0) as (Double, Double):
  print("`as`模式匹配兩部分，pattern:表達(dá)式模式(`(2.0...4.0, 3.0...6.0) `)，type:匹配類型(元組`(Double, Double)`))")
 case let cat as WhiteCat:
  print("`as`模式匹配兩部分，pattern:值綁定模式(`let cat`)，type:匹配類型(對(duì)象`WhiteCat`),匹配結(jié)果：\(cat)")
 case let sayHelloFunc as (String) -> String:
  print("`as`模式匹配兩部分，pattern:值綁定模式(`let sayHelloFunc`)，type:匹配類型(函數(shù)`(String) -> String`),匹配結(jié)果：\(sayHelloFunc("QiShare"))")
 default:
  print("其他結(jié)果，未匹配到")
 }
}

示例二：

let point = (9,14)
switch point {
case (9,14):
 print("表達(dá)式模式使用`~=`精準(zhǔn)匹配::(\(point.0),\(point.1))")
 fallthrough
case (5..<10,0...20):
 print("表達(dá)式模式使用`~=`范圍匹配:(\(point.0),\(point.1))")
default:
 print("未匹配")
}

參考資料： swift 5.1官方編程指南

總結(jié)

到此這篇關(guān)于Swift 5.1 之類型轉(zhuǎn)換與模式匹配的教程詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Swift 類型轉(zhuǎn)換與模式匹配內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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