枚举

枚举

枚举为一组相关值定义了一个通用类型,从而可以让你在代码中类型安全地操作这些值。

如果你熟悉 C ,那么你可能知道 C 中的枚举会给一组整数值分配相关的名称。Swift 中的枚举则更加灵活,并且不需给枚举中的每一个成员都提供值。如果一个值(所谓“原始”值)要被提供给每一个枚举成员,那么这个值可以是字符串、字符、任意的整数值,或者是浮点类型。

而且,枚举成员可以指定任意类型的值来与不同的成员值关联储存,这更像是其他语言中的 union 或variant 的效果。你可以定义一组相关成员的合集作为枚举的一部分,每一个成员都可以有不同类型的值的合集与其关联。

Swift 中的枚举是具有自己权限的一类类型。它们使用了许多一般只被类所支持的特性,例如计算属性用来提供关于枚举当前值的额外信息,并且实例方法用来提供与枚举表示的值相关的功能。枚举同样也能够定义初始化器来初始化成员值;而且能够遵循协议来提供标准功能。

要了解更多, 请参阅属性方法初始化, 扩展,和协议

枚举语法

你可以用 enum关键字来定义一个枚举,然后将其所有的定义内容放在一个大括号( {})中:

这是一个指南针的四个主要方向的例子:

在一个枚举中定义的值(比如: northsoutheastwest)就是枚举的成员值(或成员case关键字则明确了要定义成员值。

注意

不像 C 和 Objective-C 那样,Swift 的枚举成员在被创建时不会分配一个默认的整数值。在上文的 CompassPoint例子中, northsoutheastwest并不代表 0123。而相反,不同的枚举成员在它们自己的权限中都是完全合格的值,并且是一个在 CompassPoint中被显式定义的类型。

多个成员值可以出现在同一行中,要用逗号隔开:

每个枚举都定义了一个全新的类型。正如 Swift 中其它的类型那样,它们的名称(例如: CompassPointPlanet)需要首字母大写。给枚举类型起一个单数的而不是复数的名字,从而使得它们能够顾名思义:

当与 CompassPoint中可用的某一值一同初始化时 directionToHead的类型会被推断出来一旦 directionToHeadCompassPoint类型被声明,你就可以用一个点语法把它设定成不同的 CompassPoint值:

directionToHead的类型是已知的,所以当设定它的值时你可以不用写类型。这样做可以使得你在操作确定类型的枚举时让代码非常易读。

使用 Switch 语句来匹配枚举值

你可以用 switch语句来匹配每一个单独的枚举值:

你可以将上述代码读作:

判断 directionToHead的值。在等于 .northcase中,则打印 "Lots of planets have a north"。在等于 .southcase中,则显示 "Watch out for penguins"

……以此类推。

就像在控制流中所描述的那样,当判断一个枚举成员时, switch语句应该是全覆盖的。如果 .westcase被省略了,那么代码将不能编译,因为这时表明它并没有覆盖 CompassPoint的所有成员。要求覆盖所有枚举成员是因为这样可以保证枚举成员不会意外的被漏掉。

如果不能为所有枚举成员都提供一个 case,那你也可以提供一个 default情况来包含那些不能被明确写出的成员:

关联值

之前几节中的栗子展示了枚举成员是怎样在他们各自的权限中被定义(和被分类)的。你可以给 Planet.earth设定常量或变量,然后再使用这个值。总之,有时将其它类型的关联值与这些成员值一起存储是很有用的。这样你就可以将额外的自定义信息和成员值一起储存,并且允许你在代码中使用每次调用这个成员时都能使用它。

你可以定义 Swift 枚举来存储任意给定类型的关联值,如果需要的话不同枚举成员关联值的类型可以不同。枚举其他语言中的 discriminated unionstagged unions, 或者 variants 类似。

举个栗子,假设库存跟踪系统需要按两个不同类型的条形码跟踪产品,一些产品贴的是用数字 0~9 的 UPC-A 格式一维条形码。每一个条码数字都含有一个“数字系统”位,之后是五个“制造商代码”数字和五个“产品代码”数字。而最后则是一个“检测”位来验证代码已经被正确扫描:

barcode_UPC_2x

其它的产品则贴着二维码,它可以使用任何 ISO 8859-1 字符并且编码最长有 2953 个字符的字符串:

barcode_QR_2x

这样可以让库存跟踪系统很方便的以一个由 4 个整数组成的元组来储存 UPC-A 条形码,然而二维码则可以被存储为一个任意长度的字符串中。

在 Swift 中,为不同类型产品条码定义枚举大概是这种姿势:

这可以读作:

“定义一个叫做 Barcode的枚举类型,它要么用 (Int, Int, Int, Int)类型的关联值获取 upc 值,要么用 String 类型的关联值获取一个 qrCode的值。”

这个定义并不提供任何实际的 Int或者 String值——它只定义当 Barcode常量和变量与 Barcode. upcBarcode. qrCode相同时可以存储的关联值的类型。

然后,新的条码就可以用任意一个类型来创建了:

这个栗子创建了一个叫做 productBarcode的新变量而且给它赋值了一个 Barcode.upc的值关联了值为 (8, 85909, 51226, 3)的元组值。

同样的产品可以被分配一个不同类型的条码:

这时,最初的 Barcode.upc和它的整数值将被新的 Barcode.qrCode和它的字符串值代替。 Barcode类型的常量和变量可以存储一个 .upc或一个 .qrCode(和它们的相关值一起存储)中的任意一个,但是它们只可以在给定的时间内存储它们它们其中之一。

和以往一样,不同的条码类型可以用 switch 语句来检查。这一次,总之,相关值可以被提取为 switch 语句的一部分。你提取的每一个相关值都可以作为常量(用 let前缀) 或者变量(用 var前缀)在 switchcase中使用:

如果对于一个枚举成员的所有的相关值都被提取为常量,或如果都被提取为变量,为了简洁,你可以用一个单独的 varlet在成员名称前标注:

原始值

关联值中条形码的栗子展示了枚举成员是如何声明它们存储不同类型的相关值的。作为相关值的另一种选择,枚举成员可以用相同类型的默认值预先填充(称为原始值)。

这里有一个和已命名的枚举成员一起存储的原始 ASCII 码的例子:

这里,一个叫做 ASCIIControlCharacter的枚举原始值被定义为类型 Character,并且被放置在了更多的一些 ASCII 控制字符中, Character值的描述见字符串和字符

注意

原始值与关联值不同。原始值是当你第一次定义枚举的时候,它们用来预先填充的值,正如上面的三个 ASCII 码。特定枚举成员的原始值是始终相同的。关联值在你基于枚举成员的其中之一创建新的常量或变量时设定,并且在你每次这么做的时候这些关联值可以是不同的。

隐式指定的原始值

当你在操作存储整数或字符串原始值枚举的时候,你不必显式地给每一个成员都分配一个原始值。当你没有分配时,Swift 将会自动为你分配值。

实际上,当整数值被用于作为原始值时,每成员的隐式值都比前一个大一。如果第一个成员没有值,那么它的值是 0 

下面的枚举是先前的 Planet枚举的简化,用整数原始值来代表从太阳到每一个行星的顺序:

在上面的例子中, Planet.mercury有一个明确的原始值 1 , Planet.venus的隐式原始值是 2,以此类推。

当字符串被用于原始值,那么每一个成员的隐式原始值则是那个成员的名称。

下面的枚举是先前 CompassPoint枚举的简化,有字符串的原始值来代表每一个方位的名字:

在上面的例子中, CompassPoint.south有一个隐式原始值 "south" ,以此类推。

你可以用 rawValue属性来访问一个枚举成员的原始值:

从原始值初始化

如果你用原始值类型来定义一个枚举,那么枚举就会自动收到一个可以接受原始值类型的值的初始化器(叫做 rawValue的形式参数)然后返回一个枚举成员或者 nil 。你可以使用这个初始化器来尝试创建一个枚举的新实例。

这个例子从它的原始值 7来辨认出 Uranus :

总之,不是所有可能的 Int值都会对应一个行星。因此原始值的初始化器总是返回可选的枚举成员。在上面的例子中, possiblePlanet的类型是 Planet? ,或者“可选项 Planet

注意

原始值初始化器是一个可失败初始化器,因为不是所有原始值都将返回一个枚举成员。要获取更多信息,请参阅可失败初始化器

如果你尝试寻找有位置 9的行星,那么被原始值初始化器返回的可选项 Planet值将会是 nil:

这个例子使用可选项绑定来尝试访问一个原始值是 9 的行星。其中的 if let somePlanet = Planet(rawValue: 9)语句创建了一个可选项 Planet,而且如果 Planet的值可被取回的话,就将它赋给 somePlanet。在这种情况下,取回一个位置为 9的行星是不可能的,所以执行 else分支会被执行。

递归枚举

枚举在对序号考虑固定数量可能性的数据建模时表现良好,比如用来做简单整数运算的运算符。这些运算符允许你组合简单的整数数学运算表达式比如5到更复杂的比如5+4.

数学表达式的一大特征就是它们可以内嵌。比如说表达式(5 + 4) * 2 在乘法右手侧有一个数但其他表达式在乘法的左手侧。因为数据被内嵌了,用来储存数据的枚举同样需要支持内嵌——这意味着枚举需要被递归。

递归枚举是拥有另一个枚举作为枚举成员关联值的枚举。当编译器操作递归枚举时必须插入间接寻址层。你可以在声明枚举成员之前使用 indirect关键字来明确它是递归的。

举例来讲,这里有一个储存简单数学运算表达式的枚举:

你同样可以在枚举之前写 indirect 来让整个枚举成员在需要时可以递归:

这个枚举可以储存三种数学运算表达式:单一的数字,两个两个表达式的加法,以及两个表达式的乘法。 addition 和 multiplication 成员拥有同样是数学表达式的关联值——这些关联值让嵌套表达式成为可能。比如说,表达式 (5 + 4) * 2 乘号右侧有一个数字左侧有其他表达式。由于数据是内嵌的,用来储存数据的枚举同样需要支持内嵌——这就是说枚举需要递归。下边的代码展示了为 (5 + 4) * 2 创建的递归枚举 ArithmeticExpression :

递归函数是一种操作递归结构数据的简单方法。比如说,这里有一个判断数学表达式的函数:

这个函数通过直接返回关联值来判断普通数字。它通过衡量表达式左手侧和右手侧判断是加法还是乘法,然后对它们加或者乘。