Swift語言
- 5.10.1 (2024年6月5日;穩定版本)[2]
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專有(直到Swift 2.2)[3][4]
.swift
- www
.swift .org - developer
.apple .com /swift /
Swift編程語言,支持多编程范式和編譯式,用来撰写基于macOS/OS X、iOS、iPadOS、watchOS、tvOS和visionOS的软件[7]。 苹果公司于2014年在苹果开发者年会(WWDC)發布了Swift编程语言。从设计上苹果公司让Swift与Objective-C共存在苹果公司的操作系统上[7]。
歷史
Swift是为了替代苹果公司早期的Objective-C编程语言,该语言自20世纪80年代初以来基本没有任何更新,缺乏现代语言功能。
2010年7月,苹果开发者工具部门总监克里斯·拉特納开始着手 Swift 编程语言的設計工作,以一年時間,完成基本架構後,他領導了一個設計團隊參與其中,与苹果的许多程序员共同开发,借鉴了Objective-C、Rust、Haskell、Ruby、Python、C#、CLU等许多其他语言的設計思想。[5]2014年6月2日,苹果在WWDC上发布了第一个公开的使用Swift编写的应用程序:WWDC应用程序,同时向苹果的注册开发者发布了Swift语言的测试版,但未承诺最终版本与测试版本的源代码相互兼容。大会也发布了长达500页的官方指南,The Swift Programming Language,在Apple Books和官方网站上免费提供。苹果计划在完整版发布时,如果有必要,将会提供源代码转换器。
苹果宣称Swift的特点是:快速、现代、安全、互动,而且明顯優於Objective-C语言。Swift以LLVM編譯,可以使用现有的Cocoa和Cocoa Touch框架。Xcode Playgrounds功能是Swift为苹果开发工具带来的最大创新,该功能提供強大的互动效果,能让Swift源代碼在REPL撰寫过程中能即時显示出其執行結果。拉特纳本人强调,Playgrounds很大程度是受到布雷特·维克多(英语:Bret Victor)理念的启发。[8]
2014年9月9日,Swift 1.0和iOS 8、Xcode 6.0的Golden Master版本一同发布,达成了一个重要的里程碑。
2015年6月8日,蘋果於WWDC2015上发布了Swift 2.0。同时宣布,未来Swift將開放原始碼,包括编译器和标准库。[9]2015年9月21日起,可在App Store发布以Swift编写的应用。[10]
Swift在2015年Stack Overflow开发者调查中荣获“最受欢迎的编程语言”第一名,[11]并在2016年荣获第二名。[12]
2015年12月3日,蘋果宣布開源Swift,並支持Linux,蘋果在新網站swift.org和託管網站Github上開源了Swift,但蘋果的App Store並不支持開源的Swift,只支持蘋果官方的Swift版本,官方版本會在新網站swift.org上定期與開源版本同步。[13][14]
2015年12月,IBM宣布推出Swift Sandbox网站,该网站允许开发人员在一个窗口中编写Swift代码,并在另一个窗口中显示输出。该网站于2018年1月被弃用。
Linux发行版Ubuntu自Swift 2.2开始提供Swift的官方下载。从Swift 5.2.4起,包括CentOS、Amazon Linux在内的更多发行版加入其中。[15]亦有用于Android的非官方生成工具链和SDK。[16][17]
2016年6月13日,苹果在WWDC2016上宣布将推出一款iPad专属应用:Swift Playgrounds(英语:Swift Playgrounds)。该程序以3D游戏的形式演示如何使用Swift编写程序,编写代码时会实时提供反馈。[18][19][20]
2017年1月,克里斯·拉特纳宣布离开苹果,并将加入特斯拉担任新职位。Swift项目负责人由团队资深人士泰德·克雷梅内克担任。[21][22]
2019年6月3日,苹果在WWDC2019上发布了SwiftUI(英语:SwiftUI),同时发布了Xcode 11,为苹果平台带来了声明式UI结构设计框架。[23]
平台
Swift支持苹果操作系统(Darwin/macOS、iOS、iPadOS、tvOS、watchOS、visionOS)和Linux、Windows及Android系统。
Swift的一个设计关键在于,它能够与过去十几年的大量现有Objective-C代码(如Cocoa框架和Cocoa Touch框架)进行互操作。在苹果平台上,Swift与Objective-C运行时库连接,使得C、C++、Objective-C和Swift代码能在同一个程序中运行。
版本历史
版本 | 发布日期 | macOS | Linux | Windows |
---|---|---|---|---|
Swift 1.0 | 2014年9月9日 | 是 | 否 | 否 |
Swift 1.1 | 2014年10月22日 | 是 | 否 | 否 |
Swift 1.2 | 2015年4月8日 | 是 | 否 | 否 |
Swift 2.0 | 2015年9月21日 | 是 | 否 | 否 |
Swift 2.1 | 2015年10月20日 | 是 | 否 | 否 |
Swift 2.2 | 2016年3月21日 | 是 | 是 | 否 |
Swift 2.2.1 | 2016年5月3日 | 是 | 是 | 否 |
Swift 3.0 | 2016年9月13日 | 是 | 是 | 否 |
Swift 3.0.1 | 2016年10月28日 | 是 | 是 | 否 |
Swift 3.0.2 | 2016年12月13日 | 是 | 是 | 否 |
Swift 3.1 | 2017年3月27日 | 是 | 是 | 否 |
Swift 3.1.1 | 2017年4月21日 | 是 | 是 | 否 |
Swift 4.0 | 2017年9月19日 | 是 | 是 | 否 |
Swift 4.0.2 | 2017年11月1日 | 是 | 是 | 否 |
Swift 4.0.3 | 2017年12月5日 | 是 | 是 | 否 |
Swift 4.1 | 2018年3月29日 | 是 | 是 | 否 |
Swift 4.1.1 | 2018年5月4日 | 否 | 是 | 否 |
Swift 4.1.2 | 2018年5月31日 | 是 | 是 | 否 |
Swift 4.1.3 | 2018年7月27日 | 否 | 是 | 否 |
Swift 4.2 | 2018年9月17日 | 是 | 是 | 否 |
Swift 4.2.1 | 2018年10月30日 | 是 | 是 | 否 |
Swift 4.2.2 | 2019年2月4日 | 否 | 是 | 否 |
Swift 4.2.3 | 2019年2月28日 | 否 | 是 | 否 |
Swift 4.2.4 | 2019年3月29日 | 否 | 是 | 否 |
Swift 5.0[24] | 2019年3月25日 | 是 | 是 | 否 |
Swift 5.0.1 | 2019年4月18日 | 是 | 是 | 否 |
Swift 5.0.2 | 2019年7月15日 | 否 | 是 | 否 |
Swift 5.0.3 | 2019年8月30日 | 否 | 是 | 否 |
Swift 5.1 | 2019年9月10日 | 是 | 是 | 否 |
Swift 5.1.1 | 2019年10月11日 | 否 | 是 | 否 |
Swift 5.1.2 | 2019年11月7日 | 是 | 是 | 否 |
Swift 5.1.3 | 2019年12月13日 | 是 | 是 | 否 |
Swift 5.1.4 | 2020年1月31日 | 否 | 是 | 否 |
Swift 5.1.5 | 2020年3月9日 | 否 | 是 | 否 |
Swift 5.2 | 2020年3月24日 | 是 | 是 | 否 |
Swift 5.2.1 | 2020年3月30日 | 否 | 是 | 否 |
Swift 5.2.2 | 2020年4月15日 | 是 | 是 | 否 |
Swift 5.2.3 | 2020年4月29日 | 否 | 是 | 否 |
Swift 5.2.4 | 2020年5月20日 | 是 | 是 | 否 |
Swift 5.2.5 | 2020年8月5日 | 否 | 是 | 否 |
Swift 5.3 | 2020年9月16日 | 是 | 是 | 是[25] |
Swift 5.3.1 | 2020年11月13日 | 是 | 是 | 是 |
Swift 5.3.2 | 2020年12月15日 | 是 | 是 | 是 |
Swift 5.3.3 | 2021年1月25日 | 否 | 是 | 是 |
Swift 5.4[26] | 2021年4月26日 | 是 | 是 | 是 |
Swift 5.4.1 | 2021年5月25日 | 否 | 是 | 是 |
Swift 5.4.2 | 2021年6月28日 | 是 | 是 | 是 |
Swift 5.4.3 | 2021年9月9日 | 否 | 是 | 是 |
Swift 5.5 | 2021年9月20日 | 是 | 是 | 是 |
Swift 5.5.1 | 2021年10月27日 | 是 | 是 | 是 |
Swift 5.5.2 | 2021年12月14日 | 是 | 是 | 是 |
Swift 5.5.3 | 2022年2月9日 | 否 | 是 | 是 |
Swift 5.6[27] | 2022年3月14日 | 是 | 是 | 是 |
Swift 5.6.1[28] | 2022年4月9日 | 否 | 是 | 是 |
Swift 5.6.2[29] | 2022年6月15日 | 否 | 是 | 是 |
Swift 5.6.3[30] | 2022年9月2日 | 否 | 是 | 是 |
Swift 5.7[31] | 2022年9月12日 | 是 | 是 | 是 |
Swift 5.7.1[32] | 2022年11月1日 | 是 | 是 | 是 |
Swift 5.8[33] | 2023年3月30日 | 是 | 是 | 是 |
Swift 5.8.1[34] | 2023年6月1日 | 是 | 是 | 是 |
Swift 5.9[35] | 2023年9月18日 | 是 | 是 | 是 |
特色
Swift取消了Objective-C的指针和其他不安全存取的使用,舍弃了Objective C早期套用Smalltalk风格的語法,全面改为句点表示法(dot-notation)。Swift具备类型推导(type inference)。同时,它提供了类似C++、C#中的命名空間(namespace)、泛型(generic)、运算符重载(operator overloading)。Swift被簡單的形容為 “沒有C的Objective-C”(Objective-C without the C)。[36]
類型和變量
在Cocoa與Cocoa Touch的環境下,许多共用的类都放在Foundation Kit庫下,這些類別包含了NSString 字串庫(使用 Unicode),還有集合類別 NSArray 與 NSDictionary。Objective-C 提供了語法糖的方式讓這些物件可以整合在同一個語言裡。例如NSString之間合併的表示法如下:
NSString *str = @"hello,"; str = [str stringByAppendingString:@" world"];
在Swift裡, 字串的累積可以用加法(+
)運算元作為頭等物件(First-class citizen)的方式直接完成, 上述的例子可以簡化為
var str="hello" str += " world"
[37]
過去Cocoa(以及Cocoa Touch)的架構總是被分成兩種版本,一種是可變的(mutable),也就是可以在執行時期(runtime)改變;另一種是不可變的(immutable),其初始值不可改變,例如NSArray與NSMutableArray就是陣列的兩種版本。Swift語言延續這個傳統,但簡化為使用 let 關鍵字去設定常數(constant variable)。可变的(Mutable)对象使用 var 关键字,不可变的对象则适用let关键字。Swift语言使用類似C#或Javascript的var定义变量,但特性又不盡相同。Swift不直接指派初始值給变量,变量无預設值,因此使用var变量之前必须先初始化,不然将发生編譯時期的錯誤。
为了方便使用,Swift提供Optional类型来宣告nil-free references。宣告Optional只需要在类型后面加上問號(?)即可。一旦var变量宣告为Optional的,其初始值就會被預設為nil。Optional本質上是enum,定义了None和Some两种类型,nil即是Optional.None。
函数库、执行时期与部署
Swift在 Mac OS 和 iOS 平台可以和 Objective-C 使用相同的运行时(runtime),因此Swift 程序能运行在目前已存在的平台上,包括 iOS 6 和 OS X 10.8或更高的版本。[38] 更重要的, Swift 和 Objective-C 的代码可并存于同一程序代码, 这种延伸就如同 C 和 C++ 的关系一样。
为了吸引开发人员和复用已存在的代码,Xcode 6允许在 app target 导入 Objective-C 头文件供給 Swift 使用,通过 Objective-C 的桥接头文件(bridging header)来供给 Swift。当开发人员添加 Swift 文件到现有的 Objective-C应用程序时,Xcode自动建立相应的头文件。例如,一個 Swift 类 "MyClass" 可用于 Objective-C 的方式为
#import "MyClass-Swift.h"
.[39]
内存管理
Swift使用自动引用计数(ARC)来管理内存。Apple以前要求在Objective-C中进行手动内存管理,但在2011年引入了ARC以简化内存管理。[40]在Objective-C中,强引用即为非ARC中的retain,而弱引用即为非ARC中的assign。不过,ARC的一个问题是可能创建一个强引用循环,即对象以一种可通过跟随引用来到达起始对象的方式互相引用(例如,A引用B,B引用A),这会导致它们不被释放而在内存中泄漏。Swift提供了关键字 weak
和 unowned
来防止强引用循环。其中,weak
不能设定为可空类型,不能加上問號(?)或驚嘆號(!)。通常,父子关系会使用强引用,而子父关系会使用weak
引用,其中父和子可以没有关联,或者使用unowned
,其中子始终有父,但父可能没有子。弱引用必须是可选变量,因为它们可能会更改并变为nil
。[41]
类内的闭包也可以通过捕获self引用来创建强引用循环。可以使用capture list指示将self引用视为弱引用或无主引用。
除錯以及其他元素
Xcode的除錯机制针对Swift语言提供REPL環境,可以利用Swift语法来evaluate或于其他程序互动,使Swift编程具有类似Python或Ruby带有的交互性界面(Interactive Shell)等的特性而非传统的系统编程语言的交互特性。REPL进一步增强了Swift Playgrounds的功能,后者是在Xcode环境中运行的交互式视图,可以实时响应代码或调试器的变化。
类似 Objective-C之处
- 基本數值型別(numeric types)大致相同(如
Int, UInt, Float, Double
) - 大量的C 语言运算符被移出Swift, 例
++
与此同时引入了新运算符。 - 大括號被用於群組陳述(group statements)。
- 變數之賦值使用等於符號, 但比較則使用“連續兩個等於”(==)運算元。還有一個新的運算元,“連續三個等於”(===)被用來判斷常數或變數之間是否為同一物件之實例(instance)。
- 中括號([], Square brackets)用於陣列的表示, 宣告陣列之後, 可以指派索引值(index)來進行元素(element)之存取。
- 控制陳述(control statement),
for, while, if, switch
與Objective-C都十分類似, 但有延伸功能, 像是for in
用於集合(collection)的輪詢,switch
還可以接受非整數的cases條件值, 諸如此類。 - 支援面向对象(Object-oriented programming),即使Swift主張協定導向程式設計(Protocol-oriented programming)
不同于 Objective-C之处
- 语句(statement)不需要用分号(
;
)結束,但分号可以作为一行上两个以上语句的分割符。 - 不需要头文件(Header files)。
- 注解方式 /* ... */ 嵌套,指注释里可以再有注释。
- 強类型
- 类型推论或隐含类型(Type inference)
- 支持泛型編程。
- 函数成为第一等类型(first-class object),这意味着函数可以作为其他函数的参数和返回值。
- 运算符重载。运算符可在类內重新定义。
- 定义新的运算符。
- 字符串全方面支持 Unicode。
- 规避了C語言家族的易错行为:
- 不存在指针。
- 赋值语句没有返回值。若将
if (i==0)
誤寫成if (i=0)
,将造成编译時期錯誤。 - 在
switch
的区块内不需要使用break
语句。另外,case后面都需要有可执行的代码(C或C++可連續使用多個case而不需要額外的代碼),否则将触发编译错误。 - 变量和常量必须初始化才能使用,而且数组(array)的边界必须明确確認。
- 溢位(overflows)的問題。C語言沒有強制整數型別(signed integers)的界限,常常在触发执行时期错误。Swift通过整数类型的max或min属性获取最大值或最小值。
讨论
長達600多頁的 The Swift Programming Language 可以在iBooks免费下载。[42]
范例代码
Swift不需要引入头文件(header file)或main()
函数,不需要在每一行语句(statement)结尾加上分號。
变量声明方式如下:
var implicitInteger = 70 var implicitDouble = 70.0 var explicitDouble: Double = 70
用 let 宣告常量方式如下:
let numberOfApples = 3 let numberOfOranges = 5 let appleSummary = "I have \(numberOfApples) apples." let fruitSummary = "I have \(numberOfApples + numberOfOranges) pieces of fruit."
Swift不支持隐式类型转换(implicitly casting),因此数值和字符串之间必须显式类型转换(Explicitly casting):
let table = "The width of this table is " let width = 100 let tableWidth = table + String(width)
以下是Hello World程式:
println("Hello, world") print("Hello, world") /*Swift 2.0 之後不再使用println,改使用print*/
使用Unicode字符,例如在文本中放心添加有不同语言的文字:
let 人 = ["新": 67, "青": 8, "玉": 33, "小小": 25] for (名字, 歲) in 人 { print("\(名字)是\(歲) 歲。") }
相关条目
参考资料
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Swift is proprietary and closed: It is entirely controlled by Apple and there is no open source implementation.
- ^ Lattner, Chris. Re: [LLVMdev] [cfe-dev] [Advertisement] open positions in Apple's Swift compiler team. June 11, 2014 [June 12, 2014]. (原始内容存档于2014-07-14).
You can imagine that many of us want it to be open source and part of LLVM, but the discussion hasn't happened yet, and won't for some time.
- ^ 5.0 5.1 Lattner, Chris. Chris Lattner's Homepage. Chris Lattner. 2014-06-03 [2014-06-03]. (原始内容存档于2015-12-22).
I started work on the Swift Programming Language in July of 2010. I implemented much of the basic language structure, with only a few people knowing of its existence. A few other (amazing) people started contributing in earnest late in 2011, and it became a major focus for the Apple Developer Tools group in July 2013 [...] drawing ideas from Objective-C, Rust, Haskell, Ruby, Python, C#, CLU, and far too many others to list.
引用错误:带有name属性“lattner 2014 info 1”的<ref>
标签用不同内容定义了多次 - ^ Building assert() in Swift, Part 2: __FILE__ and __LINE__ - Swift B log -. Apple Developer. [2014-09-26]. (原始内容存档于2015-11-21).
Swift borrows a clever feature from the D language: these identifiers expand to the location of the caller when evaluated in a default argument list.
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外部链接
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