Swift语言可选(Optionals)类型

Swift 可选(Optionals)类型

Swift 的可选（Optional）类型，用于处理值缺失的情况。可选表示"那儿有一个值，并且它等于 x "或者"那儿没有值"。

Swfit语言定义后缀？（问号）作为命名类型Optional的简写，以下两种声明是相等的：

var optionalInteger: Int?
var optionalInteger: Optional<Int>

在这两种情况下，变量 optionalInteger 都是可选整数类型。注意，在类型和 ? 之间没有空格。

Optional 是一个含有两种情况的枚举，None 和 Some(T)，用来表示可能有或可能没有值。任何类型都可以明确声明为（或者隐式转换）可选类型。当声明一个可选类型的时候，要确保用括号给 ? 操作符一个合适的范围。例如，声明可选整数数组，应该写成 (Int[])? 写成 Int[]? 会报错。

当你声明一个可选变量或者可选属性的时候没有提供初始值，它的值会默认为 nil。

可选项遵照 LogicValue 协议，因此可以出现在布尔环境中。在这种情况下，如果可选类型T?包含类型为T的任何值（也就是说它的值是 Optional.Some(T) ），这个可选类型等于 true，反之为 false。

如果一个可选类型的实例包含一个值，你可以用后缀操作符 ！来访问这个值，如下所示：

optionalInteger = 12
optionalInteger! // 12

使用操作符！去获取值为nil的可选变量会有运行时错误。

你可以用可选链接和可选绑定选择性执行可选表达式上的操作。如果值为nil，任何操作都不会执行，也不会有运行报错。

让我们来详细看下以下实例来了解 Swift 中可选类型的应用:

import Cocoa

var myString:String? = nil

if myString != nil {
    print(myString)
}else{
    print("字符串为 nil")
}

以上程序执行结果为：

字符串为 nil

来看一个例子。Swift 的 Int 类型有一种构造器，作用是将一个 String 值转换成一个 Int 值。然而，并不是所有的字符串都可以转换成一个整数。字符串 "123" 可以被转换成数字 123 ，但是字符串 "hello, world" 不行。

下面的例子使用这种构造器来尝试将一个 String 转换成 Int：

let possibleNumber = "123"
let convertedNumber = Int(possibleNumber)
// convertedNumber 被推测为类型 "Int?"， 或者类型 "optional Int"

因为该构造器可能会失败，所以它返回一个可选类型（optional）Int，而不是一个 Int。一个可选的 Int 被写作 Int? 而不是 Int。问号暗示包含的值是可选类型，也就是说可能包含 Int 值也可能不包含值。（不能包含其他任何值比如 Bool 值或者 String 值。只能是 Int 或者什么都没有。）

可选类型类似于Objective-C中指针的nil值，但是nil只对类(class)有用，而可选类型对所有的类型都可用，并且更安全。

C 和 Objective-C 中并没有可选类型这个概念。最接近的是 Objective-C 中的一个特性，一个方法要不返回一个对象要不返回 nil，nil 表示“缺少一个合法的对象”。然而，这只对对象起作用——对于结构体，基本的 C 类型或者枚举类型不起作用。对于这些类型，Objective-C 方法一般会返回一个特殊值（比如 NSNotFound）来暗示值缺失。这种方法假设方法的调用者知道并记得对特殊值进行判断。然而，Swift 的可选类型可以让你暗示任意类型的值缺失，并不需要一个特殊值。

nil

你可以给可选变量赋值为 nil 来表示它没有值：

var serverResponseCode: Int? = 404
// serverResponseCode 包含一个可选的 Int 值 404
serverResponseCode = nil
// serverResponseCode 现在不包含值

注意

nil 不能用于非可选的常量和变量。如果你的代码中有常量或者变量需要处理值缺失的情况，请把它们声明成对应的可选类型。

如果你声明一个可选常量或者变量但是没有赋值，它们会自动被设置为 nil：

var surveyAnswer: String?
// surveyAnswer 被自动设置为 nil

Swift 的 nil 和 Objective-C 中的 nil 并不一样。在 Objective-C 中，nil 是一个指向不存在对象的指针。在 Swift 中，nil 不是指针——它是一个确定的值，用来表示值缺失。任何类型的可选状态都可以被设置为 nil，不只是对象类型。

强制解析

你可以使用 if 语句和 nil 比较来判断一个可选值是否包含值。你可以使用“相等”(==)或“不等”(!=)来执行比较。

如果可选类型有值，它将不等于 nil：

if convertedNumber != nil {
    print("convertedNumber contains some integer value.")
}
// 输出“convertedNumber contains some integer value.”

当你确定可选类型确实包含值之后，你可以在可选的名字后面加一个感叹号（!）来获取值。这个感叹号表示"我知道这个可选有值，请使用它。"这被称为可选值的强制解析（forced unwrapping）。

实例如下：

import Cocoa

var myString:String?

myString = "Hello, Swift!"

if myString != nil {
   print(myString)
}else{
   print("myString 值为 nil")
}

以上程序执行结果为：

Optional("Hello, Swift!")

强制解析可选值，使用感叹号（!）：

import Cocoa

var myString:String?

myString = "Hello, Swift!"

if myString != nil {
   // 强制解析
   print( myString! )
}else{
   print("myString 值为 nil")
}

以上程序执行结果为：

Hello, Swift!

注意：
使用!来获取一个不存在的可选值会导致运行时错误。使用!来强制解析值之前，一定要确定可选包含一个非nil的值。

自动解析（隐式解析可选类型）

可选类型暗示了常量或者变量可以“没有值”。可选可以通过 if 语句来判断是否有值，如果有值的话可以通过可选绑定来解析值。

有时候在程序架构中，第一次被赋值之后，可以确定一个可选类型总会有值。在这种情况下，每次都要判断和解析可选值是非常低效的，因为可以确定它总会有值。

这种类型的可选状态被定义为隐式解析可选类型（implicitly unwrapped optionals）。把想要用作可选的类型的后面的问号（String?）改成感叹号（String!）来声明一个隐式解析可选类型。

你可以在声明可选变量时使用感叹号（!）替换问号（?）。这样可选变量在使用时就不需要再加一个感叹号（!）来获取值，它会自动解析。

如果你在隐式解析可选类型没有值的时候尝试取值，会触发运行时错误。和你在没有值的普通可选类型后面加一个惊叹号一样。

你仍然可以把隐式解析可选类型当做普通可选类型来判断它是否包含值：

if assumedString != nil {
    print(assumedString!)
}
// 输出“An implicitly unwrapped optional string.”

你也可以在可选绑定中使用隐式解析可选类型来检查并解析它的值：

if let definiteString = assumedString {
    print(definiteString)
}
// 输出“An implicitly unwrapped optional string.”

如果一个变量之后可能变成 nil 的话请不要使用隐式解析可选类型。如果你需要在变量的生命周期中判断是否是 nil 的话，请使用普通可选类型。

实例如下：

import Cocoa

var myString:String!

myString = "Hello, Swift!"

if myString != nil {
   print(myString)
}else{
   print("myString 值为 nil")
}

以上程序执行结果为：

Hello, Swift!

可选绑定

使用可选绑定（optional binding）来判断可选类型是否包含值，如果包含就把值赋给一个临时常量或者变量。可选绑定可以用在if和while语句中来对可选类型的值进行判断并把值赋给一个常量或者变量。

像下面这样在if语句中写一个可选绑定：

if let constantName = someOptional {
    statements
}

if let actualNumber = Int(possibleNumber) {
    print("\'\(possibleNumber)\' has an integer value of \(actualNumber)")
} else {
    print("\'\(possibleNumber)\' could not be converted to an integer")
}
// 输出“'123' has an integer value of 123”

这段代码可以被理解为：

“如果 Int(possibleNumber) 返回的可选 Int 包含一个值，创建一个叫做 actualNumber 的新常量并将可选包含的值赋给它。”

如果转换成功，actualNumber 常量可以在 if 语句的第一个分支中使用。它已经被可选类型 包含的 值初始化过，所以不需要再使用 ! 后缀来获取它的值。在这个例子中，actualNumber 只被用来输出转换结果。

你可以在可选绑定中使用常量和变量。如果你想在 if 语句的第一个分支中操作 actualNumber 的值，你可以改成 if var actualNumber，这样可选类型包含的值就会被赋给一个变量而非常量。

你可以包含多个可选绑定或多个布尔条件在一个 if 语句中，只要使用逗号分开就行。只要有任意一个可选绑定的值为 nil，或者任意一个布尔条件为 false，则整个 if 条件判断为 false。下面的两个 if 语句是等价的：

if let firstNumber = Int("4"), let secondNumber = Int("42"), firstNumber < secondNumber && secondNumber < 100 {
    print("\(firstNumber) < \(secondNumber) < 100")
}
// 输出“4 < 42 < 100”

if let firstNumber = Int("4") {
    if let secondNumber = Int("42") {
        if firstNumber < secondNumber && secondNumber < 100 {
            print("\(firstNumber) < \(secondNumber) < 100")
        }
    }
}
// 输出“4 < 42 < 100”

注意

在 if 条件语句中使用常量和变量来创建一个可选绑定，仅在 if 语句的句中（body）中才能获取到值。相反，在 guard 语句中使用常量和变量来创建一个可选绑定，仅在 guard 语句外且在语句后才能获取到值，请参考 提前退出。

让我们来看下一个简单的可选绑定实例：

import Cocoa

var myString:String?

myString = "Hello, Swift!"

if let yourString = myString {
   print("你的字符串值为 - \(yourString)")
}else{
   print("你的字符串没有值")
}

以上程序执行结果为：

你的字符串值为 - Hello, Swift!