Swift学习笔记 | Optional

Optional###

Swift中的Optional作为一种类型，既可以存储一个值，也可以为空（也就是swift里的nil）,通常在类型后面加一个？表示它是Optional类型的：

var number： Int? = 32

其实?只不过是一个语法糖，Optional的实际类型是一个enum:

enum Optional: _Reflectable, NilLiteralConvertible {
    case None
    case Some(T)
    //...
}

上面的var number： Int? = 32也就可以表示为：

var numbet: Optional = 32

当然我们习惯上更习惯于表示为Int?

Optional的作用###

一个Optional对象只存在两种状态：包含一个值，或者为空，我们都可以通过解包（unwrap）来获取。下面一段出自The Swift Programming Language (Swift 3)

The concept of optionals doesn’t exist in C or Objective-C. The nearest thing in Objective-C is the ability to return nil from a method that would otherwise return an object, with nil meaning “the absence of a valid object.” However, this only works for objects—it doesn’t work for structures, basic C types, or enumeration values. For these types, Objective-C methods typically return a special value (such as NSNotFound) to indicate the absence of a value. This approach assumes that the method’s caller knows there is a special value to test against and remembers to check for it. Swift’s optionals let you indicate the absence of a value for any type at all, without the need for special constants.

Swift通过引入Optional解决了Objective-C中“有”与“无”的问题，使代码的安全性得到了很大的提高，同时我们也应该知道，Swift是一种类型安全的语言。

在某些场景下，Optional能起到很大的作用:

• 当一些属性值可以为空时，比如一个Person类中，middleName，spouse这类的属性都可以为空
• 当一个方法可以返回空值，比如类型转换函数，官方文档的例子

//try to convert a String into an Int
let possibleNumber = "123"
let convertedNumber = Int(possibleNumber)
// convertedNumber is inferred to be of type "Int?", or "optional Int"
// 如果possibleNumber 是“hello”,则转换不会成功，就会返回nil

• 如果在一个字典中，使用key获取对应的value时，返回的也应该是Optional的值，因为你也可能找不到key对应的value，此时返回nil
• 一个方法可以返回一个值，如果方法内部产生了错误，也可以什么都不返回
• Delegate 属性（不总是需要被赋值）
• class中weak 类型的属性，他们所指向的值可以为空
• 一个大的资源可以随时被释放，以节约空间，所以正常情况下都是空的，只有使用时才会请求赋值。

Optional Binding###

出于类型安全的考虑，我们不能再把Optional当作Boolean值处理。像下面这条语句在swift中会遇到编译错误

var myString: String? = "Hello"
if myString {
    print(myString)
}

但是你可以通过==和!=，将Optional值和nil做比较来判断它是否包含一个值。如果不包含任何值，则为空。

if myString != nil{
    print("myString contain a string value of \(myString!)")
}

在上面的语句里，当我们确定myString包含一个值时，我们通过在myString后面添加一个!来进行强制解包(forced unwrapping)，获取Optional内包含的值。

但是实际上，Swift提供了一种更加方便的形式来完成这一过程，所谓的Optional Binding,看下面的代码：

if let actualString = myString {
    print("myString contain a string value of \(actualString )")
} else {
    print("myString is nil")
}

上面代码的意思是，如果optional string 包含一个值，我们就把这个值赋给actualString，然后就可以在if语句里继续使用它了，所以不再需要对其进行解包了，因为actualStr这样我们就用Optinal binding 代替了强制解包(forced unwrapping)。我们也可以使用if var actualString = myString 来获取actualString，则这个actualString就是var类型的。

隐式解包Optional###

相较于普通的Optional值，在Swift中我们还有一种特殊的Optional，在对它的成员或者方法进行访问时，编译器会自动进行解包，被称为隐式解包Optional(ImplicitlyUnwrappedOptional),在声明时，通过在类型后面添加!来告诉编译器这是一个隐式解包Optional：

let possisbleString: String! 

隐式解包的Optional本质上与普通的Optional值并没有什么不同，只是在访问时，编译器会自动帮我们完成在变量后插入!的行为：

let possibleString: String! = "An implicity unwrapped optional string."
let implicitString: String = possibleString //此处我们不需要!来对possibleString 进行显示解包

很显然，隐式解包的写法会带来一个潜在的危险，如果尝试访问一个为空的隐式解包Optional, 就会遇到一个runtime error。那么Swift为什么要引入隐式解包Optional呢，王巍在他的Swift Tip解释了一下：

这一切都是历史的锅。因为Object-C中Cocoa的所有类型变量都是可以指向nil的，有一部分Cocoa的API中在参数或者返回时即使被声明为具体的类型，但是还是可能在某些特定的情况下是nil, 而同时也有另一部分API永远不会接受或者返回nil。在Objective-C时，这两种情况并没有加以区别，因为在OC中向nil发送消息是允许的，结果就是什么都不会发生，而在Cocoa API从OC转为Swift的module声明的自动化工具里，是无法判定是否存在nil的可能的，因此也无法决定哪些类型应该是实际的类型，而哪些类型应该声明为Optional。

在这种自动化转换中，最简单粗暴的应对方式是全部转为 Optional，然后让使用者通过 Optional Binding 来判断并使用。虽然这是最安全的方式，但对使用者来说是一件非常麻烦的事情，我猜不会有人喜欢每次用个 API 就在 Optional 和普通类型之间转来转去。这时候，隐式解包的 Optional 就作为一个妥协方案出现了。使用隐式解包 Optional 的最大好处是对于那些我们能确认的 API 来说，我们可直接进行属性访问和方法调用，会很方便。但是需要牢记在心的是，隐式解包不意味着 “这个变量不会是 nil，你可以放心使用” 这种暗示，只能说 Swift 通过这个特性给了我们一种简便但是危险的使用方式罢了。

我们可以在类初始化时使用隐式解包Optional，官方文档里这么描述的：Unowned References and Implicitly Unwrapped Optional Properties.

我们也可以像使用一个一般的Optional一样使用隐式解包Optional
比如判断是否为空：

if possibleString !=nil {
    //some action
}

比如使用if let 来进行optional binding:

if let implicitString = possibleString {
    print(implicitString)
}

当你知道变量可能为空的时候，不要使用隐式解包Optional。如果一个变量在它的声明周期里可能包含控制，那你总是需要使用一般的Optional

Optional Chaining###

Optional Chaining，如同名字一样，我们可以通过一个链来安全的访问一个Optional的属性或者方法。
可以参看一个例子：

if let isPNG = imagePaths["star"]?.hasSuffix(".png") {
    print("The star image is in PNG format")
}

这里通过在imagePath["star"]后面添加?来获取star所对应的图片路径，如果不存在就直接是nil,如果存在则返回对应的path，然后紧接着调用path的hasSuffix方法。

使用Optional Chaining可以让我们摆脱很多不必要的判断和取值，从而精简代码。

??的使用###

当Optional解包后的值为nil时，我们可以通过使用??来设置一个默认值。

let defaultImagePath = "/images/default.png"
let heartPath = imagePaths["heart"] ?? defaultImagePath
print(heartPath)

如果imagePaths中没有包含"heart"对应的value，则会把defaultImagePath赋给heartPath,也就会打印出/images/default.png

当然了，我们也可以将??链接起来，设置多重默认值：

let shapePath = imagePaths["cir"] ?? imagePaths["squ"] ?? defaultImagePath

这样每一次解包值为nil时都会设置默认的值。