Swift语言指南(九)--基本运算符

2019-11-14 20:24:10

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供稿：网友

运算符(Operator)是用来检查，改变或合并值的一种特殊符号或短语。例如，加号运算符让两个数字相加(如：let i = 1 + 2)，还有些更复杂的运算符，如逻辑与运算符(&&)(如：if enteredDoorCode && passedRetinaScan)和自增运算符(++i)（将 i 的值加 1 的便捷写法）。

Swift 支持标准C语言的大多数运算符，并且改进了一些特性以规避常见的代码错误。赋值运算符(=)是没有返回值的，这样是为了避免在使用等于运算符(==)时误用了赋值运算符(=)。算术运算符（+，-，*，/，% 等等）会侦测并阻止值溢出，可避免在运算时超出存储类型的值域范围（比实际运算结果大或小，或不精准--Joe.Huang）。如果需要支持溢出行为，可以选用 Swift 的溢出运算符，详情可见 溢出运算符（后面章节译到）。

与C语言不同的是，Swift 允许对浮点数求余(%)。Swift 还提供了C语言所没有的两个区间运算符（a..b和a...b），作为表示值域范围的便捷写法。

本章介绍 Swift 中的常用运算符。高级运算符 （后面章节译到）一章涵盖了 Swift 中的高级运算符，并讲解了如何自定义运算符，以及让标准运算符支持自定义类型的运算。

运算符术语

运算符分为一元，二元，三元运算符：

· 一元运算符（unary operator）对单个目标进行运算（如 -a）。一元运算符前缀（unary PRefix operator）紧跟运算目标之前（如 !b），而一元运算符后缀（unary postfix operator）则紧跟运算目标之后（如 i++）。
· 二元运算符（binary operator）对两个目标进行运算（如 2 + 3），它们属于中缀（infix）运算符，因为（运算符号）出现在两个运算目标之间。
· 三元运算符（ternary operator）对三个目标进行运算。与 C 语言一样，Swift 只有一个三元运算符：三元条件运算符（即 a ? b : c）。

运算符操作的值称为运算元（operands）。在表达式 1 + 2 中，+ 符号是二元运算符，它的两个运算元为值 1与值 2。

赋值运算符

赋值运算符（assignment operator，a = b）用 b 的值初始化或更新 a 的值：

1 let b = 102 var a = 53 a = b4 // a is now equal to 105 //a现在等于10

如果赋值语句的右侧是一个包含多个值的元组，元组的元素可一次性用多个常量或变量分解提取出来（上一章讲解元组时提到过分解元组值的方法--Joe.Huang）：

1 let (x, y) = (1, 2)2 // x is equal to 1, and y is equal to 23 //x等于1，y等于2

与 C 或 Objective-C 语言的赋值运算符不同，Swift 语言的赋值运算符本身没有返回值。因此下面的语句不正确：

1 if x = y {2     // this is not valid, because x = y does not return a value3     // 这是无效的，因为 x = y 不会返回一个值 （x==y才可以，--Joe.Huang）4 }

该特性可避免在使用等于运算符(==)时误用了赋值运算符(=)。通过否认 if x = y 的有效性，Swift 将帮助你规避代码中出现这样的错误。

算术运算符

Swift支持对所有数字类型使用四种标准算术运算符：

· 加：+
· 减：-
· 乘：*
· 除：/

1 1 + 2       //  等于32 5 - 3       //  等于23 2 * 3       //  等于64 10.0 / 2.5  //  等于4.0

与 C / Objective-C 语言的算术运算符不同，Swift 的算术运算符默认不允许值溢出。如果需要支持溢出行为，可以选用 Swift 的溢出运算符(如，a &+ b)，详情可见 溢出运算符（后面章节译到）。

加号运算符也支持 String 拼接：

"hello, " + "world"  // 等于 "hello, world"

可以将两个 Character （字符，Unicode字符--Joe.Huang）值相加，或将一个 Character 值与一个 String 值相加，得到新的 String 值：

1 let dog: Character = ""2 let cow: Character = ""3 let dogCow = dog + cow4 // dogCow 等于 ""

详见 字符与字符串拼接 (后面章节译到)：

求余运算符

求余运算符（remainder operator，a % b）求出 a 包含多少个 b，并返回剩余的值（即整除后的余数 remainder）。

注：

求余运算符（%）在其他语言中也称作求模运算符（modulo operator）。但对负数的运算结果表明：Swift 语言的实现是严格的求余操作，而非求模操作。

求余运算符的原理如下。要计算 9 % 4，首先要求出 9 里面包含多少个 4：

如图所示，9 里面包含两个 4，余数是 1 （橙色部分）。

Swift中的写法如下：

9 % 4  //等于 1

要求出 a % b 的结果，% 运算符会计算下面的等式，并将余数作为输出结果返回：

a = (b × some multiplier) + remainder

其中 some multiplier 是 a 中能装下 b 的最大数目。

把 9 和 4 代入等式：

9 = (4 × 2) + 1

a 为负数时，求余方法不变：

-9 % 4   // 等于 -1

把 -9 和 4 代入等式：

-9 = (4 × -2) + -1

得到的余数值为-1。

b 为负值（-b）时，b 的负号将被忽略。因此 a % b 与 a % -b 总是返回相同的结果。

浮点数的求余计算

与 C / Objective-C 语言的余数运算符不同，Swift 的余数运算符还能对浮点数进行求余计算：

8 % 2.5   // equals 0.5

上例中，8 除以 2.5 等于 3，余数为 0.5，因此余数运算符返回 Double 型的值 0.5。

自增与自减运算符

与 C 语言类似，Swift 也提供了自增运算符（++）与自减运算符（--），作为将数字变量的值加上或减去 1 的便捷写法。任何整型或浮点型的变量都可以使用这两个运算符。

1 var i = 02 ++i      // i 现在等于 1

每次调用 ++i 时，i 的值就会增加 1。本质上，++i 就是 i = i + 1 的便捷写法。类似地，--i 也相当于 i = i - 1。

++ 与 -- 两对符号可以作为前缀或后缀运算符使用。++i 与 i++ 均可用来将 i 的值加 1。类似地，--i 与 i-- 均可用来将 i 的值减去 1。

注意，这些运算符不仅会改变 i 的值，还会返回一个值。如果你只需要将自增或自减后的值存放在 i 中，那你可以忽略运算符的返回值。但如果你确实要用到返回值，要注意前缀及后缀运算符返回值的差异，规则如下：

· 如果运算符在变量名前面，先改变它的值，再返回其值。
· 如果运算符在变量名后面，先返回原值，再改变它的值。

如例：

1 var a = 02 let b = ++a3 // a 和 b 现在都等于 1，即改变a的值，再返回4 let c = a++5 // a 现在等于 2, 但 c 还是自增前的值 1，即先返回的a的原值，再改变其值

在上例中，let b = ++a 先增加 a 的值（加1），然后才返回它的值。因此 a 与 b 都等于新的值 1。

但是，let c = a++ 先返回 a 的原值（加1之前的值），然后才增加 a 的值。即 c 得到了原值 1，然后 a 被更新为新值 2。

除非你需要利用 i++ 的这一特性，建议你在所有情况下都使用 ++i 与 --i，因为它们先修改 i 再返回修改后的值的动作更符合逻辑。

一元减号运算符

数值前加上前缀 - ，这个前缀运算符 - 就称为一元减号运算符：

1 let three = 32 let minusThree = -three       // minusThree 等于 -33 let plusThree = -minusThree   // plusThree 等于 3, 或等于 "减去 minusThree"

一元减号运算符（-）紧靠所要操作的值之前，无需任何空格。

一元加号运算符

一元加号运算符（+）直接返回所操作的值，不作任何处理：

1 let minusSix = -62 let alsoMinusSix = +minusSix  // alsoMinusSix 等于 -6

尽管一元加号运算符实际上不作任何运算，代码中仍然可以用它（提供语义信息，一元减号运算符表示负数，一元加号运算符表示正数--Joe.Huang）与表示负数的一元减号运算符形成对比。

复合赋值运算符

与 C 语言类似，Swift 也提供复合赋值运算符（compound assignment operator）将赋值运算符（=）与其他运算组合起来使用。例如加法赋值运算符（addition assignment operator，+=）：

1 var a = 12 a += 23 // a 等于 3

上例中的表达式 a = a + 2 简写为 a += 2，加法和赋值两项操作组合为一个单项操作，执行时非常高效。

注：
复合赋值操作没有返回值，即，你不能写：let b = a += 2，这一操作与前面所提到的自增自减操作是不同的。

复合赋值运算符的完整列表可在表达式一章中找到（后面章节译到）。

比较运算符

Swift支持标准C 的比较运算符：

等于 (a == b)
不等于 (a != b)
大于 (a > b)
小于 (a < b)
大于等于 (a >= b)
小于等于 (a <= b)
注：
Swift还提供了恒等（===）和不恒等（!==）两个鉴别运算符，你可以用它测试两个对象是否引用了同一个对象实例。更多详情请参考类和结构一章（后面章节译到）。

每个比较运算符都会返回一个 Bool 值，检测表达式是否成立：

1 1 == 1   // true, 因为 1 等于 12 2 != 1   // true, 因为 2 不等于 13 2 > 1    // true, 因为 2 大于 14 1 < 2    // true, 因为 1 小于 25 1 >= 1   // true, 因为 1 大于等于 16 2 <= 1   // false, 因为 2 大于等于 1

比较运算符常见于条件表达式中，如 if 条件句：

1 let name = "world"2 if name == "world" {3     println("hello, world")4 } else {5     println("I'm sorry /(name), but I don't recognize you")6     //输出（”对不起/name，我不认识你“）7 }8 // prints "hello, world", because name is indeed equal to "world"9 //输出 "hello world",因为 name 确实等于"world"

if 语句的更多介绍，详见流程控制一章（后面章节译到）。

三元条件运算符

三元运算符是一种特殊运算符，由三个部分组成，表现形式为：question ? answer1 : answer2。它是一种求值简写：根据 question 是否成立，从两个表达式中取出一个并求值。

如果 question 成立，则计算 answer1 的结果并返回其值；否则计算 answer2 并返回其值。

三元条件运算符是如下代码的缩写：

1 if question {2     answer13 } else {4     answer25 }

下面的例子将计算表格某行的像素高度。如果该行有表头，则行高应比内容高度高 50 个像素；如果没有表头，则只高出 20 个像素：

1 let contentHeight = 402 let hasHeader = true3 let rowHeight = contentHeight + (hasHeader ? 50 : 20)4 // rowHeight(行高) 等于 90

上例便是如下代码的缩写：

1 let contentHeight = 402 let hasHeader = true3 var rowHeight = contentHeight4 if hasHeader {5     rowHeight = rowHeight + 506 } else {7     rowHeight = rowHeight + 208 }9 // rowHeight(行高) 等于 90

使用三元条件运算符的例子说明，可以仅用一行代码就将行高设为正确的值。这比（不用三元运算符的）第二个例子简洁得多，并且行高(rowHeight)无需定义为变量，因为不再需要用 if 语句修改其值。

三元条件运算符提供了二选一的高效写法。但使用三元条件运算符应小心。如果过度使用，其简明性可能导致代码可读性差。应避免将多个三元条件运算符组合在同一个语句中。

区间运算符

Swift有两个区间运算法，是表示值域的简便写法。

闭区间运算符

区间运算符（a...b）定义了 a 到 b 的区间范围，包括 a 和 b 在内。

闭区间运算符在需要遍历某区间内所有的值时很有用，如在 for-in 循环中使用：

1 for index in 1...5 {2     println("/(index) times 5 is /(index * 5)")3     //输出（"/(index)乘以 5 得 (/index * 5)"）4 }5 // 1 乘以 5 得 56 // 2 乘以 5 得 107 // 3 乘以 5 得 158 // 4 乘以 5 得 209 // 5 乘以 5 得 25

for-in 语句的更多介绍，详见流程控制一章（后面章节译到）。

半闭区间运算符

半闭区间运算符（a..b）定义了从 a 到 b 的区间，但 b 不包括在内。说它是半闭区间，是因为第一个值包含在区间内，但最后一个值在区间外。

半闭区间在处理从 0 开始计数的列表时有用，如遍历数组，可从 0 数到列表的长度（但不包括长度值本身）：

1 let names = ["Anna", "Alex", "Brian", "Jack"]2 let count = names.count3 for i in 0..count {4     println("Person /(i + 1) is called /(names[i])")5 }6 // Person 1 名字是 Anna7 // Person 2 名字是 Alex8 // Person 3 名字是 Brian9 // Person 4 名字是 Jack

注意，数组包含四个元素，但因为是半闭区间，所以 0..count 只数到 3（数组中最后一个元素的索引号）。数组更多信息详见数组一章（后面章节译到）。

逻辑运算符

逻辑运算符是对布尔逻辑值 true 或 false 的组合操作，Swift 支持 C 及其衍生语言的三种标准逻辑运算符：

· 逻辑非（!a）
· 逻辑与（a && b）
· 逻辑或（a || b）

逻辑非运算符

逻辑非运算符对布尔值取反，即 true 变成 false，false 变成true。

逻辑非运算符是一个前缀运算符，紧跟在所操作值的前面，没有任何空格符。可以理解为"非"，如下例：

1 let allowedEntry = false2 if !allowedEntry {3     println("access DENIED")4 }5 // prints "ACCESS DENIED"6 //输出”ACCESS DENIED“

代码中的 if !allowedEntry 可以理解为“如果不允许进入”。随后的下一行代码仅当“不允许进入”成立时才会执行；即 allowedEntry 为 false 时才执行。

如上例，布尔值常量及变量的名称应谨慎选择命名，方可确保代码简明又具可读性，同时也应避免使用双重否定或引起混淆的逻辑语句。

逻辑与运算符

（a && b）构造这样的逻辑表达式：运算符两侧的值均为 true，整个表达式的求值结果才为 true。

如果有一个值为 false，整个表达式便为 false。事实上，如果第一个值为 false，第二个值将不执行求值运算，因为无论它为何值，整个表达式的值都不可能等于 true。这也被称为短路求值（short-circuit evaluation）。

下面的例子验证两个值，当两个值都为 true 时才能访问：

1 let enteredDoorCode = true2 let passedRetinaScan = false3 if enteredDoorCode && passedRetinaScan {4     println("Welcome!")5 } else {6     println("ACCESS DENIED")7 }8 // prints "ACCESS DENIED"  输出"ACCESS DENIED"

逻辑或运算符

（a || b）属于中缀运算符，由两个连续的竖线构成。它用来构造这样的表达式：当两个值中有一个为 true时，整个表达式为 true 。

与前面的逻辑与运算符一样，逻辑或运算符在检测它的两个表达式时，也使用“短路求值”法。只要逻辑或表达式左侧为 true，其右侧将不执行求值运算，因为这时右侧的值对整个表达式的结果不再有影响。

下例中，第一个 Bool 值（hasDoorKey）为 false，但第二个值（knowOverridePassWord）为 true。因为有一个值为 true，所以整个表达式的求值结果也为 true，因此允许访问：

1 let hasDoorKey = false2 let knowsOverridePassword = true3 if hasDoorKey || knowsOverridePassword {4     println("Welcome!")5 } else {6     println("ACCESS DENIED")7 }8 // prints "Welcome!"  输出"Welcome!"

组合使用逻辑运算符

可以将多个逻辑运算符组合起来构成一个较长的复合表达式。

1 “if enteredDoorCode && passedRetinaScan || hasDoorKey || knowsOverridePassword {2     println("Welcome!")3 } else {4     println("ACCESS DENIED")5 }6 // prints "Welcome!"  输出"Welcome!"

本例使用多个 && 及 || 运算符构成一条较长的复合表达式。不过，&& 与 || 运算符操作的仍然是两个值，因此该组合表达式实际上是由三个较短的表达式连立而成。它可以这样理解：

如果我们输入了正确的门禁密码、并且通过了视网膜扫描；或者如果我们有门钥匙；或者如果我们知道紧急的备用密码，则允许访问。

根据 enteredDoorCode、passedRetinaScan、hasDoorKey 三个常量推算，前两个小表达式的值均为 false。不过我们知道紧急的备用密码（knowsOverridePassword 为 true），因此整个复合表达式的求值结果仍然为 true。

显式括号

有时（从语法来看）括号并不是必需的，但加上括号却很有用，它可以让复杂表达式的易于阅读。在上例中，为组合表达式的第一部分加上括号，可使其意图更明显：

1 if (enteredDoorCode && passedRetinaScan) || hasDoorKey || knowsOverridePassword {2     println("Welcome!")3 } else {4     println("ACCESS DENIED")5 }6 // prints "Welcome!"  //输出"Welcome!"