Swift-枚举

灰太狼 2021-04-27 15:01 556阅读 0赞

**枚举**为一组相关的值定义了一个共同的类型，使我们在代码中以类型安全的方式来使用这些值。

Swift中的枚举非常灵活，不必给每一个枚举成员提供一个值。如果给枚举成员提供一个**原始值**，则该值的类型可以是字符串，字符，或者是一个整形值或者浮点值。

此外，枚举成员可以指定**任意**类型的关联值存储到枚举成员中，就像其他语言中的联合体和变量。可以在一个枚举中定义一组相关的枚举成员，每一个枚举成员都可以有适当类型的关联值。

在Swift中，枚举类型是一等类型。它们采用了很多在传统上只被类所支持的特性，例如计算属性，用于提供枚举值的附加信息，实例方法，用于提供和枚举值相联的功能。枚举也可以定义构造函数来提供一个初始值，可以在原始实现的基础上扩展它们的功能，还可以遵循协议来提供标准功能。

本文涉及到的内容有：`枚举语法`、`使用Switch语句匹配枚举值`、`关联值`、`原始值`、`递归枚举`。

### 枚举语法 ###

使用`enum`关键词来创建枚举并且把它们的整个定义放在一对大括号内，如下：

enum CompassPoint {
    	case north
    	case south
    	case east
    	case west
    }

枚举中定义的值（如：`north`、`south`、`east`和`west`）是这个枚举的成员。可以使用`case`关键字来定义一个新的枚举成员值。

**注：** Swift的枚举成员子在被创建时不会被赋予一个默认的整形值。在上面的`CompassPoint`例子中，`north`、`south`、`eadt`和`west`不会被隐式的赋值为`0`、`1`、`2`和`3`。相反，这些枚举成员本身就是完备的值，这些值的类型是已经明确定义好的`CompassPoint`类型。

多个成员值可以出现在同一行上，用逗号隔开，如下：

enum Planet {
    	case mercury, venus, earth, mars, jupiter, saturn, uranus, neptune
    }

每个枚举定义了一个全新的类型。像Swift中其他类型一样。它们的名字应该以一个大写字母开头。给枚举类型起一个单数名字而不是复数名字，以便于：

var directionToHead = CompassPoint.west
    directionToHead = .east

当申明的变量的类型被已知时，再次为其赋值可以省略枚举类型名。

### 使用Switch语法匹配枚举值 ###

可以使用`switch`语句匹配单个枚举值：

directionToHead = .south
    switch directionToHead {
    	case .north:
    	    print("Lots of planets have a north")
    	case .south:
    	    print("Watch out for penguins")
    	case .east:
    	    print("Where the sun rises")
    	case .west:
    	    print("Where the skies are blue")
    }
    // 打印 "Watch out for penguins”

**注：** 上述枚举中并未使用`default`分支，因为列举了所有情况，便可以省略`default`分支，不然会编译错误

### 关联值 ###

可以定义Swift枚举来储存任意类型的关联值，如果需要的话，每个枚举成员的关联值类型可以各不相同。枚举的这种特性跟其他语言中的可识别联合，标签联合或者变体相似。

例如，假设一个库存跟踪系统需要利用两种不同类型的条形码来跟踪商品。有些商品上标有使用`0`到`9`的数字的URC格式的一维条形码。另外一种是QR码格式的二维码，它可以使用任何ISO 8859-1 字符，并且可以编码一个最多拥有2953个字符的字符串，在Swift中，使用如下方式定义表示两种商品条形码的枚举：

enum Barcode {
    	case upc(Int, Int, Int, Int)
    	case qrCode(String)
    }

以上代码可以这么理解：“定义一个名为`Barcode`的枚举类型，它的一个成员值是具有`(Int, Int, Int, Int)`类型关联值的`upc`，另一个成员值是具有`String`类型关联值的`qrCode`。”

这个定义不提供任何`Int`或`String`类型的关联值，它只是定义了，当`Barcode`常量和变量等于`Barcode.upc`或`Barcode.quCode`时，可以存储的相关值的类型。

var productBarcode = Barcode.upc(8, 85909, 51226, 3)
    productBarcode = .qrCode("ABCDEFGHIJKLMNOP")

像先前那样，可以使用一个switch语句来检查不同的条形码类型。然而，这一次，关联值可以被提取出来作为switch语句一部分。你可以在`switch`的case分支代码中提取每个关联值作为一个常量（用`let`前缀）或者作为一个变量（用`var`前缀）来使用：

switch productBarcode {
    case .upc(let numberSystem, let manufacturer, let product, let check):
        print("UPC: \(numberSystem), \(manufacturer), \(product), \(check).")
    case .qrCode(let productCode):
        print("QR code: \(productCode).")
    }
    // 打印 "QR code: ABCDEFGHIJKLMNOP."

如果一个枚举成员的所有关联值都被提取为常量，或者都被提取为常量，为了简洁，你可以只在成员名称前标注一个`let`或者`var`比如：

switch productBarcode {
    case let .upc(numberSystem, manufacturer, product, check):
        print("UPC: \(numberSystem), \(manufacturer), \(product), \(check).")
    case let .qrCode(productCode):
        print("QR code: \(productCode).")
    }
    // 输出 "QR code: ABCDEFGHIJKLMNOP."

### 原始值 ###

作为关联值的替代选择，枚举成员可以被原始值（默认值）预填充，这些原始值的类型必须相同。 如下：

enum ASCIIControlCharacter: Character {
        case tab = "\t"
        case lineFeed = "\n"
        case carriageReturn = "\r"
    }

枚举类型 `ASCIIControlCharacter` 的原始值类型被定义为 `Character`，并设置了一些比较常见的 ASCII 控制字符。

原始值可以是字符串、字符，或者任意整形值或浮点值。每个原始值在枚举声明中必须是唯一的。

**注：** 原始值和关联值是不同的。原始值是在定义枚举时被预填充的值，像上述三个 ASCII 码。对于一个特定的枚举成员，它的原始值始终不变。关联值是创建一个基于枚举成员的常量或变量时才设置的值，枚举成员的关联值可以变化。

### 原始值的隐藏赋值 ###

在使用原始值为整数护着字符串类型的枚举时，不需要显式的为每一个枚举成员设置原始值，Swift会自动赋值。

例如，当使用整数作为原始值时，隐式赋值的依次递增`1`，如果第一个枚举成员没有设置原始值，其原始值为`0`。

enum Planet: Int {
        case mercury = 1, venus, earth, mars, jupiter, saturn, uranus, neptune
    }

在上面的例子中，`Plant.mercury` 的显式原始值为 `1`，`Planet.venus` 的隐式原始值为 `2`，依次类推。

而当使用字符串作为枚举类型的原始值时，每个枚举成员的隐式原始值为该枚举成员的名称。下面的例子是 `CompassPoint` 枚举的细化，使用字符串类型的原始值来表示各个方向的名称：

enum CompassPoint: String {
        case north, south, east, west
    }

上面例子中，`CompassPoint.south` 拥有隐式原始值 `south`，依次类推。

使用枚举成员的 `rawValue` 属性可以访问该枚举成员的原始值：

let earthsOrder = Planet.earth.rawValue
    // earthsOrder 值为 3
    
    let sunsetDirection = CompassPoint.west.rawValue
    // sunsetDirection 值为 "west"

### 使用原始值初始化枚举实例 ###

如果在定义枚举类型的时候使用了原始值，那么将会自动获得一个初始化方法，这个方法接受一个叫做`rawValue`的参数，参数类型即为原始值类型，返回值则是枚举成员或者`nil`。

这个例子利用原始值`7`创建了枚举成员`uranus`如下：

let possiblePlanet = Planet(rawValue: 7)
    // possiblePlanet 类型为 Planet? 值为 Planet.uranus

然而，并非所有`Int`值都能可以找到一个匹配的行星。因此原始值构造器总是返回一个**可选**的枚举成员。在上面的例子中，`possiblePlanet`是`Planet？`类型，或者说可选的`Planet`。

**注：** 原始值构造器是一个可失败的构造器。因为并不是每一个原始值都有与之对应的枚举成员。如果你试图寻找一个位置为`11`的行星，通过原始值构造器返回的可选`Planet`值将是`nil`：

let positionToFind = 11
    if let somePlanet = Planet(rawValue: positionToFind) {
        switch somePlanet {
        case .earth:
            print("Mostly harmless")
        default:
            print("Not a safe place for humans")
        }
    } else {
        print("There isn't a planet at position \(positionToFind)")
    }
    // 输出 "There isn't a planet at position 11

### 递归枚举 ###

**递归枚举**是一种枚举类型，它有一个或多个枚举成员使用该枚举类型的实例作为关联值。使用递归枚举时，编译器会插入一个间接层。你可以在枚举成员前加上`indirect`来表示该成员可递归。

例如下面例子中，枚举类型存储了简单的算术表达式：

enum ArithmeticExpression {
        case number(Int)
        indirect case addition(ArithmeticExpression, ArithmeticExpression)
        indirect case multiplication(ArithmeticExpression, ArithmeticExpression)
    }

你也可以在枚举类型开头加上 `indirect` 关键字来表明它的所有成员都是可递归的：

indirect enum ArithmeticExpression {
        case number(Int)
        case addition(ArithmeticExpression, ArithmeticExpression)
        case multiplication(ArithmeticExpression, ArithmeticExpression)
    }

上面定义的枚举类型可以存储三种算术表达式：纯数字、两个表达式相加、两个表达式想乘。枚举成员`addition`和`multiplication`的关联值也是算术表达式--这些关联值使得嵌套表达式成为可能。例如，表达式`（5 + 4） * 2`，乘号右边是一个数字，左边则是另一个表达式。因为数据是嵌套的，因而用来存储数据的枚举类型也需要支持这种嵌套--这意味着枚举类型需要支持递归。下面的代码展示了使用`ArithmeticExpression`这个递归枚举创建表达式`（5 + 4） * 2`

let five = ArithmeticExpression.number(5)
    let four = ArithmeticExpression.number(4)
    let sum = ArithmeticExpression.addition(five, four)
    let product = ArithmeticExpression.multiplication(sum, ArithmeticExpression.number(2))

要操作具有递归性质的数据结构，使用递归函数是一种直接了当的方式。例如，下面是一个对算术表达式求值的函数：

func evaluate(_ expression: ArithmeticExpression) -> Int {
        switch expression {
        case let .number(value):
            return value
        case let .addition(left, right):
            return evaluate(left) + evaluate(right)
        case let .multiplication(left, right):
            return evaluate(left) * evaluate(right)
        }
    }
    
    print(evaluate(product))
    // 打印 "18"

该函数如果遇到纯数字，就直接返回该数字的值。如果遇到的是加法或乘法运算，则分别计算左边表达式和右边表达式的值，然后相加或相乘