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一个下午让你掌握Swift基础 ( 3/9 ) 数字类型 &am

2016-07-04  本文已影响1451人  张嘉夫

简介

这是一个Swift语言教程，基于最新的iOS 9，Xcode 7.3和Swift 2.2，会为你介绍Swift编程非常基础的内容。从电脑如何工作的全程基本原理到语言结构，你会足够了解这门语言，来处理数据和管理代码的行为。

快速链接

现在你知道该如何声明常量和变量了，是时候学习如何用操作（operations）来处理数据了。如果不对数据做点什么那它还有什么用呢？

对数字的加减和其它简单操作对于所有电脑编程都是极为重要的。毕竟就像你在第一篇文章里学的，电脑的所有操作都起源于算术。

在这篇文章里，你会学习到如何用Swift来对数字进行基本的算术操作。也会学习布尔型（Booleans），代表了true和false值，以及怎么用它来比较数据。

算术操作

当你调用一个或多个数据，然后把它转换为另一个数据的时候，这就叫操作。

理解操作的最简单方式就是想想算术。加法操作用了两个数字然后把他们转换为两个数字的和。减法操作用了两个数字，转换他们为两个数字的差。

你的app里会遍布简单的算术；从计算一篇帖子的“赞”的个数到计算一个按钮或窗口的正确尺寸和位置，数字事实上无处不在！

在这个部分，你会学习到多种算术操作，他们是Swift考虑到对于数字的应用而提供的。在后面的文章里，你会学习到将不只是数字的操作。

简单操作

Swift里所有操作用一个叫做操作符（operator）的符号来表示操作的类型。事实上，你已经看过一个操作符了：等于号，=，就是赋值操作符（assignment operator），你曾经用来给变量或常量分配值。

想想你小时候在学校里学的四种算术操作：加减乘除。对于这些简单操作，Swift使用下面的操作符：

这些操作符是像这么用的：

let add = 2 + 6
let subtract = 10 - 2
let multiply = 2 * 4
let divide = 24 / 3

这些每个常量的结果都是同样的：8。你写代码来执行这些操作很像你在纸笔上做的。

如果你想，也可以移除操作符周围的空格，像这样：

let add = 2+6

但如果在操作符两边都加上空格通常情况下会更容易阅读。
你也可以让变量或常量自己发生操作。例如：

let two = 2
let six = 6
let add = two + six

或者你也可以混合起来匹配使用，像这样：

var add = 2
add = add + 6

这四个操作理解起来很容易，因为你这辈子里的大部分时间都在这么做。Swift也为你准备了更复杂的操作，所有这些都是标准的算术操作，就是不那么常见而已。现在让我们看看吧：

模除操作

第一个是模除（modulo）操作。除法里，分母是分子的整数倍，再加上余数。这就是模除操作可以提供的：余数。例如，10模除3等于1，因为10是3的三倍加上余数1。

Swift里，模除操作是%符号，像这样使用：

let modulo = 28 % 10

这个例子里，modulo等于8，因为28等于10的两倍加上余数8。

Swift里，你甚至可以对小数用模除操作，像这样：

let moduloDemical = 11.6 % 1.2

这个例子里，moduloDecimal等于0.8，因为11.6是1.2的九倍加上余数0.8。用脑袋计算小数模可能有一点棘手，所以如果它对你没有直接意义的话还是要花时间考虑考虑。

Shift操作

左shift和右shift操作用了实数的二进制形式，把数字各自左移或右移。然后返回新的二进制数字的实数形式。

例如，实数14在8位二进制里是00001110。向左移两位结果是00111000，就是实数的56。

这是在左移操作发生的事情：

用来填充右侧空白位置的数字变成了0。左端出去的数字都被丢掉了。
右Shift也一样，只是数字向右移。
这两个操作的操作符如下：

这是你看到过的第一个包含不止一个字符的操作符。事实上操作符可以被包含任意数量的字符。
这是使用两种操作符的例子：

let shiftLeft = 1 << 3
let shiftRight = 32 >> 2

这些值都等于数字8。

使用shifts的一个原因是让乘或除以二的幂数更轻松。注意左shifting一就等于乘以二，左shifting二就等你乘以四，以此类推。同样地，右shifting一就等于除以二，右shifting二就等于除以四，以此类推。

在过去的时代，代码经常使用这个把戏因为shifting几个比特对于CPU来说远远比复杂的乘法和除法算术要简单。因此代码用shifting会运行的更快。但现在的时代里，CPUs快了非常多、编译器甚至可以替你把乘和除转换为shifts。所以你只会在摆弄二进制的时候才会看到shifting，那么大概你永远也不会看到了除非你成为了一名嵌入式系统程序员！

自增和自减

你会需要的一个常规操作是要能够让一个变量自增或自减。在Swift里，已经被这样打包好了：

var counter = 0
count += 1
counter
//counter = 1

counter -= 1
counter
// counter = 0

counter变量从0开始。自增让它的值变成了1，然后自减让它的值变回了0。

这些操作符和赋值操作符（=）很像，除了他们还做了加或减。他们读取变量的当前值，加上或减去给出的值，然后把结果赋值给变量。

换句话说，上面的代码就是下面的代码的简写：

var counter = 0
counter = counter + 1
counter = counter - 1

相似的，*= 和 /= 操作符各自用相同的方式做了乘和除：

一次加或减的值不止一也是可行的：

var counter = 0
counter += 5
// counter = 5

counter -= 2
//counter = 3

var counter = 10
counter *= 3 //和counter = counter * 3相同
// counter = 30

counter /= 2 //和counter = counter / 2相同
// counter = 15

Swift中的操作顺序

当然，这和你计算一个值的时候很像，你会希望可以使用多个操作符。这是在Swift中如何完成的例子：

let answer = ((8_000 / (5 * 10)) - 32) >> (29 % 5)

注意括号的使用，Swift里有两个作用：让任何读这段代码的人看起来更清晰——包括你自己——你表示什么，消除歧义。例如，考虑下面的情况：

let answer = 350 / 5 + 2

这等于72（350除以5，然后加2）还是50（350除以7）？你们这些学校里的好同学肯定会尖叫“72！”那么你就答对了！

Swift通过使用叫做操作符优先级同样的推理得到这些。除法操作符（/）比加法操作符（+）有一个更高的优先级，所以这个例子里，代码首先执行了除法操作。

如果你想让Swift先做加法——就是返回50——那你像这样可以使用括号：

let answer = 350 / (5+2)

优先级法则就和你在学校里学的数学一样。乘和除有同样的优先级，高于加减，他们也有同样的优先级。

混合类型的操作符

到目前为止，你只看过用于单独整数或doubles的操作符。但如果你有一个整数希望乘以一个double怎么办呢？

你可能会幼稚的尝试这样做：

let hourlyRate = 19.5
let hoursWorked = 10
let totalCost = hourlyRate * hoursWorked

但如果你这么试看看，你会在最后一行得到一个error：

Binary operator '*' cannot be applied to operands of type 'Double' and 'Int'(二进制操作符'*'不能应用于类型'Double'和'Int'的操作数)

这是因为在Swift里，你不能把*操作符应用到混合类型里。这条原则对其他算术操作符也适用。刚开始可能觉得这看起来很意想不到，但Swift却是很有帮助的。

Swift强制你明确地表达你想做什么，当你希望一个Int乘以一个Double的时候，因为结果只能是一个类型。你希望结果是Int吗，在乘之前转换Double到Int？或者你希望结果是Double，在乘之前把Int转换为Double？

这个例子里，你希望结果是Double。你不想要Int，因为在那种情况下，Swift会转换hourlyRate到Int来完成乘法，把它取舍为19，所以就失去了Double的精度。

你需要告诉Swift你想要它考虑hoursWorked常量为一个Double，像这样：

let hourlyRate = 19.5
let hoursWorked = 10
let totalCost = hourlyRate * Double(hoursWorked)

现在Swift在乘每个操作数的时候它们每个都成为了Double，所以totalCosta也会是一个Double。

迷你练习

比较操作符

直到现在，你只见过Int和Double的数据类型。这些很有用，但是时候扩展范围学习另一个类型了，一个可以让你通过比较操作符来比较值的类型。

在你做一次比较的时候，例如找到两个数字中更大的一个，结果不是true就是false。Swift有一个数据类型就是干这个的！叫做Bool，Boolean（布尔型）的缩写，以一个发明了算术中关于true和false整个领域的相当聪明的男人George Boole命名的。

你在Swift里这样使用布尔型：

let yes: Bool = true
let no: Bool = false

因为Swift的类型推断，你可以省去类型：

let yes = true
let no = false

一个布尔型只能是true或false，由关键词true和false来表示。在上面的代码里，用关键词来设置每个常量的初始状态。

布尔操作符

布尔型一般用来比较值。例如，你可能有两个值想要知道他们是否相等：要么是（true）要么不是（false）。

Swift里，用相等操作符来做，由==表示：

let doesOneEqualTwo = (1 == 2)

Swift推理出doesOneEqualTwo是一个布尔型。很明显1不等于2，因此doesOneEqualTwo会是false。

相似的，也可以用 != 操作符来看看两个值是不是不相等：

let doesOneNotEqualTwo = (1 != 2)

这次，比较结果是true因为1不等于2，所以doesOneNotEqualTwo会是true。

还有两个操作符让你决定一个值比另一个大（>）或小（<）。你在数学里应该已经知道他们了：

let isOneGreaterThanTwo = (1>2)
let isOneLessThanTwo = (1<2)

不需要是一个火箭科学家也可以搞明白isOneGreaterThanTwo会等于false，isOneLessThanTwo会等于true。

也有一个操作符允许你测试一个值小于或等于另一个值：<=。这是<和==的组合，因此返回true如果第一个值小于或等于第二个值。

相似的，有一个操作符让你测试一个值是否大于或等于另一个，你应该已经猜到了就是 >=。

布尔逻辑

上面的每个例子只测试了一个情况。当George Boole发明了布尔型的时候，他为它计划了更多而不只是这些简陋的开端。他发明了布尔逻辑，允许你组合多个情况来形成结果。

组合情况的一种方式是使用AND。当你同时AND两个布尔型的时候，结果就是另一个布尔型。如果两个布尔型都是true，结果就是true。否则结果都是false。

Swift里，布尔型的AND操作符是&&，像这样使用：

let and = true && true

这种情况里，and会是true。如果右侧的任何一个是false，结果就会是false。

还有一种方式组合情况是使用OR。当你OR两个布尔型的时候，有一个输入布尔型是true结果就是true。只有输入布尔型都是false，结果才是false。

Swift里，布尔型的OR操作符是||，像这样使用：

let or = true || false

这个例子里，or会是true。如果右侧的两个值都是false，or会是false。如果都是都是true，or还会是true。

Swift里，布尔逻辑通常应用到多种情况里。也许你想判断两个情况是否都是true；这种情况下，你要使用AND。如果你只关心两者是否其一为true，那就用OR咯。

举个例子，看看下面的代码：

let andTue = 1 < 2 && 4 > 3
let andFalse = 1 < 2 && 3 > 4

let orTrue = 1 < 2 || 3 > 4
let orFalse = 1 == 2 || 3 == 4

每个都检查了两个独立的情况，用AND或OR来组合他们。

用布尔逻辑来组合一个或更多的比较是可能的。例如，你可以写这样一个复杂的对比：

let andOr = (1 < 2 && 3 > 4) || 1 < 4

括号消除了表达式的歧义。Swift首先计算括号的子表达式，然后计算完整的表达式，用下面的三步：

迷你练习

关键点

  1. 算术操作符是：

    Add（加）: + Subtract（减）: - Multiple（乘）: * Divide（除）: / Modulo（模除）：%

  2. 你可以把算术操作符和赋值操作符，=，来组合对变量做算术，然后把结果保存回原变量。

  3. 做算术然后赋值回原变量的操作符：
    加并且赋值：+= 减并且赋值：-+ 乘并且赋值：*= 除并且赋值：/=

  4. 使用布尔型数据类型，Bool，来表示true和false。

  5. 比较操作符，所有都返回一个布尔型，是：
    等于：== 不等于：!= 小于：< 大于：> 小于等于：<= 大于等于：>=

  6. 可以使用布尔型逻辑来组合比较情况。

接下来去哪儿？

你会发现数字特别是布尔型逻辑会贯穿这个教程剩下的部分，当你为你的apps写代码的时候。下一篇教程里，你会为你的Swift军火库增加另一个数据类型：字符串，来保存文本。你会发现处理文字和处理数字有很多相似点。只是另一个带有操作符的类型而已！

试试下面的挑战来巩固你的数字类型的知识，然后做好继续学的准备吧！

挑战

A挑战：预言结果

看一下下面的代码：

let a = 46
var b = 10

let anwser = ...

搞明白answer在你替换最后一行为下面的几个选项的时候会等于什么：

//1
let answer = (a * 100) + b

//2
let answer = (a * 100) + (b * 100)

//3
let answer = (a * 100) + (b / 10)

B挑战：布尔逻辑

在接下来的每种情况中，布尔型answer常量的值会是什么？

let answer = true && true
let answer = false || false
let answer = (true && 1 != 2) || (4 > 3 && 100 < 1)
let answer = ((10 / 2) > 3) && ((10 % 2) == 0)

C挑战

创建一个叫coordinates的常量，复制一个包含（2，3）的元组给它。

然后创建另外两个常量，也包含（2，3）的sameCoordinates和otherCoordinates（3，4）。

现在，用==, !=, <和>来比较这三个元组。你会发现什么？

介绍

欢迎来到Swift世界！Swift是一门苹果在2014年夏天发布的编程语言。从那之后，Swift发布了一个主要的版本跳跃，成为了开始在苹果平台：iOS，OS X，watchOS和tvOS开发的最简单的方式。

谁适合这篇教程

这篇教程适合懂一点编程、并且希望学习Swift的人。也许你已经为网站写过一些JavaScript代码，或者用Python写过一些简短的程序。这篇教程就是为你准备的！你会学习到编程的基本概念，同时也会成为Swift语言小能手。

如果你是赤裸裸的编程新手，这篇教程也是为你准备的！教程里贯穿有简短的锻炼和挑战来给你一些编程练习，同时测试你的知识。

需要准备什么

要看这篇教程，你需要准备如下的东西：

如果你还没有安装Xcode最新版本，在继续看下面的教程前要确定安装。

如何使用这篇教程

每篇教程都会介绍触手可及的话题理论，伴随大量Swift代码来示范在学习的实际的应用程序。

教程里的所有代码都是平台中立的；这意味着不是为iOS、OS X或任何其它平台而特定。代码在playgrounds里运行，你在本篇中已经学习了。

在剩下的教程里，你可以把代码在自己的playground里输入进去。这样你就可以和代码“玩耍”（play around），做一些改变立即就能看见代码运行的结果。

剩下的教程里会贯穿实际小练习，都是简短的练习，关于触手可及的主题。每篇的末尾也有挑战，会有编程问题也会有长一点的代码练习来测试你的知识。做完就能掌握大部分的Swift基础知识。

教程更新

教程会随Swift语言的更新而更新，会发布在我的简书和知乎专栏上，搜索“张嘉夫”即可关注我。

目录

本教程从一些基础工作开始来让你起步：

在脑海中有基础数据类型后，就该用那些数据做一些事情了：

最后一篇会回到数据：

这些基础会让你快速开始Swift之路，做好接触更高级编程主题的准备。

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