Swift基础语法
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是由Chris Lattner之父主导开发的，Chris Lattner也是Clang编译器作者，LLVM项目的主要发起人，目前已从Apple离职了，先后跳槽到Tesla，Google，目前在Google Brain从事AI研究g
Swift 版本
经过5年时间的发展，从Swift1.x 发展到了Swift5.x版本，经历了多次重大改变，ABI终于稳定；
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、函数调用约定等等
目前Swift完全开源,github链接,主要采用C++编写
Swift编译流程
编译流程图如下：
swift compile
swiftc 存放在Xcode内部，路径是/Applications/Xcode/Contents/Developer/Toolchains/XcodeDefault.xctoolchain/usr/bin
Swift 命令行编译
生成语法树:swiftc -dump-ast main.swift
生成最简洁的SIL代码:swiftc -emit-sli main.swift
生成LLVM IR 代码:swift -emit-ir main.swift -o main.s
基本语法篇
用Xcode生成一个macOS 下的命令行项目，可以发现swift里面是没有编写main函数的，Swift将全局范围内的首句可执行代码作为程序入口，例如项目中生成的print("Hello World!"),在学习语法的过程中，可以通过创建Playground 项目，因为Playground可以快速预览代码效果，对学习语法比较有帮助
Command + shift + Enter:运行整个Playground
Shift + Enter:运行截止到某一行代码
Playground操作
Playground-View
Playground-View
Playground-ImageView
Playground-ViewController
Playground-controller
常量
只能赋值一次，它的值不要求在编译时期确定，但使用之前必须赋值一次
正确示例
错误示例
标识符
标识符(比如常量名，变量名，函数名)几乎可以使用任何字符，另外标识符不能以数字开头，不能包含空白字符，制表符，箭头特殊字符
常见数据类型
数据类型
字面量
字面量
类型转换
类型转换
元组(Tuple)
元组
流程控制
if-else
if-else
if 后面的条件可以省略小括号，但是条件后面的大括号不可以省略，并且类似>=这种操作运算符后面需要有空格，否则会报错，另外if 后面的条件只能是bool类型，否则会爆出'Int' is not convertible to 'bool'
for循环
for循环
闭区间运算符：a...b,a <= 取值 <= b
半区间运算符：a..<b, a <= 取值 < b
for 与单侧区间的使用
单侧区间
while 循环
while
repeat-while 相当于其他开发原因中的do-while，另外上面的例子不使用num--,是因为从swift3开始，去除了自增(++),自减(--)运算符的操作，可能是因为编译器的不同，担心导致结果不一样
区间类型
区间类型
switch
switch - break
switch - no break
switch {}
从上面的图片展示结果可以看到，case，default后面不能写大括号{},并且默认可以不写break，并不会贯穿到后面的条件
swift中如果想在switch中实现贯穿效果，可以使用关键字fallthrough
fallthrough
Switch 注意点
switch 必需要保证能处理所有情况,case ,default 后面只要要有一条语句，如果不想做任何事情，加个break即可
default保留情况
如果能保证已处理所有情况，也可以不必保留default
不需要保留default情况
可以看到如果answer已经是前面确定过类型的变量的话，那么case是可以省略掉类型的
switch 复合条件
复合条件
区间匹配，元组匹配
区间匹配，元组匹配
可以使用下划线_忽略某个值
值绑定
值绑定
where
where
标签语句
标签语句
函数
函数定义
函数
如果整个函数体是一个单一表达式，那么函数会隐式返回这个表达式
func sum(v1: Int, v2:Int) -> Int{
v1 + v2
}
sum(v1:10,v2:20) // 30
返回元组：实现多返回值
元组返回多个值
参数标签(Argument Label)
Argement Label
默认参数值(Default Parameter Value)
Default Parameter Value
可变参数(Variadic Parameter)
Variadic Parameter
一个函数最多只能有一个可变参数，紧跟在可变参数后面的参数不能省略参数标签
func test(_ numbers:Int...,string:String,_ other:String) {}
test(10,20,30,string:"Jack","Rose")//参数string不能省略标签
Swift自带的print函数
print函数
print测试
输入输出参数(In-Out Parameter)
In-Out Parameter
可以用inout定义一个输入输出参数，可以在函数内部修改外部实参的值；
可变参数不能标记为inout，并且不能有默认值，参数只能传入可以被多次赋值的
函数重载
函数重载
函数重载注意点：返回值类型与函数重载无关
测试
另外默认参数值和函数重载一起使用产生二义性时，编译器并不会报错，在C++中会报错
二义性 测试
内联函数(Inline Function)
如果在xcode中开启了编译器优化(Release 模式默认开启优化，debug可以手动更改),编译器会自动将某些函数变成内联函数，将函数调用展开成函数体，xcode开启编译器优化：
编译器优化开启
那些函数不会被自动内联呢？
函数体比较长；包含递归调用；包含动态派发
@inline(never) func test(){print ("test") }//永远不会被内联，即使开启了编译器优化
@inline(__always) func test(){print ("test" }//开启编译器优化后，即使代码很长，也会被内联(递归调用函数，动态派发的函数除外)
在Release模式下，编译器已经开启优化，会自动决定哪些函数需要内联，因此没必要使用@inline
测试案例：
debug模式下编译器没有开启
设置汇编调试
查看函数有没有被内联
debug模式下，编译器优化：
优化
可以看到源码中的test()打断点没有进入，但是方法被执行了，从汇编代码里面可以看到print函数直接嵌在main函数里面了
函数体比较长不会内联
函数体过长测试
汇编
递归调用不会触发内联
递归测试
汇编
可以发现递归调用也不会内联
动态派发不会内联
动态派发
函数类型(Function Type)
每一个函数都是有类型的，函数类型由形式参数类型，返回值类型组成
函数类型
函数作为函数参数的使用例子
函数作为参数
函数类型作为函数返回值使用例子
函数作为返回类型
typealias
typealias
枚举
基本用法
枚举基本用法
关联值(Associated Values)
关联值
原始值(Raw Values)
raw
注意：原始值不占用枚举变量的内存
隐式原始值(Implicitly Assigned Raw Values)
隐式
递归枚举
递归枚举
MemoryLayout
MemoryLayout
从上面的图中展示可以看到Password和Season占用的内存不一样，Password中占用32个字节，Season占用1个字节，为什么会这样呢？是因为Password是关联值相关，Season是原始值，关联值可以动态更改里面的值，原始值一开始就有固定值了，另外红色框中为什么会有33个字节，不是32个字节呢，按道理32个字节就已经可以存储值了，例如我现在赋值pwd(含有32个字节)，这个时候赋值给other就可以了，但是会有这样一种情况出现：
32+1
可选项
可选项，一般也叫可选类型，它允许将值设置为nil，在类型后面加个问号？就可以定义一个可选项：
可选项
强制解包（Forced Unwrapping)
可选项是对其他类型的一层包装，可以将它理解为一个盒子，如果为nil，那么它就是一个空盒子，如果不为nil，那么盒子里装的是：被包装类型的数据，如果需要从可选项中取出被包装的数据，需要使用感叹号！进行强制解包，如果对值为nil的可选项进行强制解包，将会发生运行时错误
强制解包流程
非nil解包
nil解包
判断可选项是否包含值
判断可选值
可选项绑定(Optional Binding)
可以使用可选项绑定来判断可选项是否包含值，如果包含就自动解包，把值赋给一个临时的常量(let)或者变量(var),并返回true，否则返回false
可选项绑定
可选项判断
while 循环中使用可选项绑定
while 循环中使用可选项绑定
空盒运算符 ??（Nil-Coalescing Operator)
空合并运算符
a ?? b
a 是可选项 b是可选项或者不是可选项，并且b跟a的存储类型必须相同，如果a不为nil，就返回a，如果a为nil，就返回b，如果b不是可选项，返回a时会自动解包
??
if 语句使用
if 语句
guard语句
guard 条件 else{
//do something
退出当前作用域
return break，continue，throw error
}
当guard语句的条件为false时，就会执行大括号里面的代码，当guard语句的条件为true时，就会跳过guard语句，guard语句特别适合用来”提前退出“
guard
隐式解包(Implicitly Unwrapped Optional)
在某些情况下，可选项一旦被设定值之后，就会一直拥有者，另外也不必每次访问的时候进行解包，并且可以在类型后面加个感叹号!定义一个隐式解包的可选项
隐式解包
字符串插值
可选项在字符串插值或者直接打印时，编译器会发出警告
字符串插值
多重可选项
多重可选项1
上面的num2 = num3 ture
lldb 调试图1
多重可选项
lldb 调试2
例子解说：
例子解说
num2 可以通过上面的多重可选项里面发现？？的盒子不等于空，所以这个num2 ?? 1 是返回num2的，因为?? 1 中的1是非可选项，所以会自动解包一次，也就是说num2 ?? 1 返回的相当于是num2 解包一次之后的Int ? 类型，也就是上面num2中的绿色盒子，然后再将解包一次之后的num2 ?? 2 ,这个时候num2进行第二次解包，解包之后发现num2 = nil,所以返回后面的2，num3的原理类似
结构体
在swift标准库中，绝大多数的公开类型都是结构体，而枚举和类只占很小一部分，比如Bool,Int,Double,String,Array,Dictionary 等常见类型都是结构体
结构体
所有结构体都有一个编译器自动生成的初始化器(initializer,初始化方法，构造函数)
结构体的初始化器
编译器会根据情况，可能会为结构体生成多个初始化器，宗旨是：保证所有成员都有初始值
初始化
初始化
初始化
初始化
自定义初始化器
一旦在定义结构体的时候自定义了初始化器，编译器就不会再帮它自动生成其他初始化器
自定义初始化
窥探初始化器的本质
初始化本质
结构体的内存结构
内存结构
类
类的定义和结构体类似，但编译没有为类自动生成可以传入成员值的初始化器
类初始化
如果类的所有成员在定义的时候指定了初始值，编译器会为类生成无参构造
类初始化
结构体与类的本质区别
结构体是值类型(枚举也是值类型)，类是引用类型(指针类型)
内存布局
证明例子
但是你如果通过MemoryLayout打印内存内存的话：你会发现Size只占用8个字节内存，Point占用16个字节
memoryLayout
其实Size返回8是正常的，因为8是指的是一个size指针的大小，一个指针的大小的确是8个字节，如果想知道Size对象在初始化的时候分配多少内存，可以用下面的方法：
size 内存占用字节
对象的堆空间申请过程
在Swift，创建类的实例对象，要向堆空间申请内存，大概流程如下
Class._allocating_init()->libswiftCore.dylib_swift_allocObject->libswiftCore.dylib:swift_slowAlloc->libsystem_malloc.dylib:malloc,在Mac,iOS中的malloc的函数分配的内存大小总是16的倍数，通过class_getInstanceSize可以得知：类的对象至少需要占用多少内存
值类型
操作例子1：
值类型例子1
值类型例子布局1
操作例子2：
值类型操作2
内存布局
汇编证明
源码图
源码测试
汇编断点
汇编调试1
从8，9行中可以知道将结果赋值为edi 和esi寄存器，实际上也就是rdi和rsi的寄存器的低位，si进入到init初始化方法中：
init 调试
init的4，5行可以看到将rdi和rsi的值又赋值给rad和rdx，也就是将上面的edi和esi的值赋值
finish
lldb输入finish回到函数，从前面可以知道rax == 10,rdx == 20,然后11，12，13，14行可以看到rax和rdx赋值两次，然后15.16行可以看到11，22 给了rbp-0x12 和rpb - 0x18 ,也就是13，14行的地址，由此可见这几行汇编代码对应的源代码是：
源码代码对应图
这里就验证了我们值类型例子布局1 图的正确性
引用类型
例子1：
引用测试代码1
内存布局1
例子2：
例子2
值类型，引用类型的let
let
可以看到let 定义的结构体或者类都不能更改，但是类可以更改里面的属性，如果还是没有搞清楚类可以更改，结构体不能更改的话，请看回前面的内存布局相关吧
嵌套类型
嵌套类型
闭包
闭包定义：一个函数和它所捕捉的变量\常量环境组合起来，称为闭包；
一般之定义在函数内部的函数，一般捕捉的是最外层函数的局部变量\常量,例如下面所示：
闭包
闭包表达式(Closure Expression)
在Swift中，可以通过func定义一个函数，也可以通过闭包表达式定义一个函数
闭包表达式
闭包表达式的简写
表达式简写
尾随闭包
如果将一个很长的闭包表达式作为函数的最优一个实参，使用尾随闭包增强函数的可读性，尾随闭包是一个被书写在函数调用括号外面(后面)的闭包表达式
尾随闭包
如果闭包表达式是函数的唯一实参，而且使用了尾随闭包的语法，那就不需要在函数后面写圆括号
闭包-数组的排序
数组排序
自动闭包
自动闭包
@autoclosure 会自动将20封装成闭包{ 20 },
@autoclosure 只支持() -> T 格式的参数
@autorelease并非只支持最后一个参数
空合并运算符 ?? 使用了@autorelease 技术
有@autoclosure，无@autoclosure，构成了函数重载
属性
在Swift中跟实例相关的属性可分为2大类
存储属性(Stored Property)
类似成员变量这个概念；存储在实例的内存中，结构体、类可以定义存储属性，枚举不可以定义存储属性
计算属性(Computed Property)
本质就是方法(函数)；不占用实例内存，枚举、结构体、类都可以定义计算属性
示例图：
属性示例图
从上图中可以看到Int本身就已经占用了8个字节，但是Circle又总共是占用了8个字节而已，这就证明了计算属性不占用内存，现在我们从汇编角度来证明一下，radius内存是存储在实例对象中，然后计算属性是不占用内存的：
测试源代码：(证明存储属性存储在实体对象的内存中)
源代码测试
汇编断点图：
11赋值图
可以看到16行将一个11赋值给了一个全局变量，而在调试代码当中只有c是全局变量，所以可以证明了存储属性radius是存储在对象实体当中的；现在我们再将断点打到c.diameter = 12 这个位置：
调试断点图
汇编图
可以看到c.diameter = 12 其实是调用了setter方法，再更改一下调试代码：
调试代码
断点调试
可以看到var d = c.diameter 代码本质调用的是getter方法，这也就解释了为什么Circle只占用8个字节
存储属性
在创建类或结构体的实例时，必须为所有的存储属性设置一个合适的初始值，可以在初始化器里为存储属性设置一个初始值，也可以分配一个默认的属性值作为属性定义的一部分；
计算属性
set传入的新值默认叫做newValue，也可以自定义，例如下面：
计算属性
上面中定义的计算属性是可读可写的，只有get，没有set的计算属性是只读的，定义计算属性只能用var，不能用let，let代表是常量一成不变的，计算属性的值是可能发生变化的
枚举rawValue原理
枚举原始值rawValue的本质是：只读计算机属性
测试代码
汇编图
rawvalue赋值图
可以看到rawValue不能赋值，并且本质就是调用getter方法
延迟存储属性(Lazy Stored Property)
lazy
no lazy
lazy属性必需是var，不能是let，let必需在实例化的初始化方法完成之前就拥有值，如果多线程同时第一次访问lazy属性，无法保证属性只被初始化1次
延迟存储属性注意点
当结构体包含一个延迟存储属性时，只要var才能访问延迟存储属性，因为延迟属性初始化需要改变结构体的内存
延迟存储属性注意点
可以看到访问p.z 会报错，因为let p就已经说明这个p是不能改动内存的了，而p.z 执行之后会马上改变内存，所以是不允许的，因此会报错
属性观察器(Property Observer)
属性观察值
willSet 会传递新值，默认叫newValue，didSet会传递旧值，默认叫oldValue，在初始化器中设置属性值不会触发willSet和didSet，在属性定义时设置初始值也不会触发willSet和didSet
全局变量&局部变量
属性观察器，计算属性的功能，同样可以应用在全局变量，局部变量身上
全局变量局部变量
类型属性(Type Property)
严格来说属性可以分为：
实例属性(Instance Property):只能通过实例去访问
存储实例属性(Stored Instance Property):存储在实例的内存中，每个实例都有一份
计算实例属性(Computed Instance Property)
类型属性(Type Property):只能通过类型去访问
存储类型属性(Stored Type Property):整个程序运行过程中，就只有1份内存(类似全局变量)
存储类型默认就是lazy，会在第一次使用的时候爱初始化，就算被多个线程同时访问，保证只会初始化一次
计算类型属性(Computed Type Property)
可以通过static定义类型属性，如果是类，也可以通过class；
类型属性细节
不同于存储实例属性，你必需给存储类型属性设定初始值，因为类型没有像实例那样的init初始化器来初始化存储属性
村粗类型默认就是lazy，会在第一次使用的时候爱初始化，就算被多个线程同时访问，保证只会初始化一次
存储类型属性可以是let
inout的本质
源码测试
汇编测试
可以看到是直接将age的地址值传递进去达到修改的目的，现在再看看计算属性或者设置了属性观察器的情况
测试代码
测试计算属性：
计算属性测试
计算属性汇编
可以看到在调用test方法会先调用get方法，调用test方法之后会调用setter方法，并且这里和之前的普通变量传递进去地址处理方式不一样，这里是先将getter方法的返回值通过rax传到rbp的地址当中，然后再传递给rdi(参数接收)，然后通过test方法更改值为20，之后再通过27行的指令取出-0x28(%rpb)的值(20)传递给rdi，这个rdi再传递进去setter方法，从而更改这个变量值。另外带有属性观察器的处理流程大同小异哈
inout的本质总结
如果实参有物理内存地址，且没有设置属性观察器
直接将实参的内存地址传入参数(实参进行引用传递)
如果实参是计算属性或者设置了属性观察值
采取了Copy In Copy Out的做法，调用该函数时，先复制实参的值，产生一个局部变量副本，然后将这个副本的内存地址传入函数(副本进行引用传递)，在函数内部可以修改副本的值，函数返回后，再将副本的值覆盖实参的值
换句话说inout的本质就是引用传递
方法(Method）
枚举，结构体，类都可以定义实例方法，类型方法
实例方法(Instance Method):通过实例对象调用
类型方法(Type Method):通过类型调用，用static或者class关键字定义
方法定义
self：在实例方法中代表实例对象，在类型方法中代表类型
在类型方法static func getCount中，count等价于self.count,Car.self.count,Car.count
mutating
结构体和枚举是值类型，默认情况下，值类型的属性不能被自身的实例方法修改
在func 关键字前加mutating可以允许这种修改行为
mutating
@discardableResult
discardableResult
下标
下标
subscript中定义的返回值类型决定了
get方法的返回值类型
set方法中newValue的类型
subscript可以接受多个参数，并且类型任意
下标的细节
下标细节1
下标细节2
subscript可以没有set方法，但必须要有get方法,如果只有get方法，可以省略get，并且可以设置参数标签，下标可以是类型方法
结构体，类作为返回值对比
类
结构体
结构体需要有set方法才可以赋值，因为结构体是值类型，不能直接更改里面的内容，class是引用类型，可以直接修改
接收多个参数的下标
多参数下标
继承(Inheritance)
值类型(枚举结构体)不支持继承，只有类支持继承
没有父类的类，称为基类
swift没有像OC，Java那样的规定，任何类最终都要继承某个基类
子类可重写父类的下标，方法，属性，重写必需加上override关键字
内存结构
子类会继承父类的存储变量，并且内存中先存储父类的元素，再存储子类的元素，并且分配的内存都是16的倍数
重写类型方法、下标
重写属性
子类可以将父类的属性(存储,计算)重写为计算属性
子类不可以将父类属性重写为存储属性
只能重写var属性，不能重写let属性
重写时，属性名，类型要一致
子类重写的属性权限不能小于父类属性的权限，如果父类属性是只读，那么子类重写后的属性也可以是只读的，也可以是读写的，如果父类属性是可读写的，那么子类重写后的属性也必需是可读写的
重写实例属性
