Swift “一等公民” —— 枚举

今天度Swift文档的时候看到了Enumerations，枚举。可以说颠覆了我对枚举的印象，下面将文档中对枚举的介绍记录一下。

文档中先解释了枚举的含义：一组有联系的值的公共类型。然后指出了swift中枚举第一个imba的地方，枚举的类型不在局限为Int，还包括String， Character， float-point。这算是一个蛮不错的改动，枚举的值（raw value）终于不再是一连串意义不明的数字了。然后Swift开始开挂了，先是枚举中不同的case的rawValue的类型可以不同，不过这个确实也可以想到很多应用场景。最后，文档中关于枚举的介绍的最后一部分让我明白了枚举才是一等公民：枚举拥有许多类(Class)的特性，枚举可以添加属性(Property)，可以添加方法(Method)，可以拥有构造方法(Initialization)，可以写扩展(Extensions)，甚至可以遵从协议(Protocol)....你还是我认识的那个枚举嘛？

枚举的语法

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在Swift中我们使用 enum 和 花括号来创建一个枚举类型：

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

跟C和OC不同的是Swift并不会给枚举赋值默认的int值0,1,2,3，不同的枚举都可以自己定义类型。
不同的case也可以写在同一行，用 , 分隔：

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

创建一个枚举变量使用枚举类型的名字 + case

var directionToHead = CompassPoint.west

这样 directionToHead 就成为了一个CompassPoint枚举变量，而且由于你已经为directionToHead赋过值了，所以修改directionToHead的值的时候Swift就可以自动推断directionToHead的类型了。

directionToHead = .east

使用switch来匹配枚举

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大家都知道 switch 和 枚举可以说是绝配，下面我们来看一下在Swift中如何来做：

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")
}
// Prints "Watch out for penguins"

跟C语言中并没有什么不同对吧，顺便一提Swift中switch也可以匹配String类型。

为枚举绑定类型

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上文中已经多次提到了枚举可以自己定义每种case的类型，下面我们就来为枚举绑定不同的值。分别用来表示一维码和二维码的值。

一维码

二维码

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

上面的枚举为一维码(upc)绑定了类型 (Int, Int, Int, Int)，为二维码(qrCode)绑定了类型 String。

也就是说我们可以这么表示上图中的一维码跟二维码：

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

虽然每种case的类型不同，但是我们依然可以使用switch来判断当前的枚举值：

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).")
}
// Prints "QR code: ABCDEFGHIJKLMNOP.

如果所有的关联值都是常量或者变量，那么你可以只写一个 let 或者 var 放在case后面：

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

这里可以看出来Swift的枚举值的具体含义变得更加清晰了，这一点在接下来的rawValue中可以更好地体现出来。

Raw Values

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枚举可以预处理一个相同类型的rawValue，比如我们定义一个带有rawValue的ASCII码枚举类型。

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

需要注意的是rawValue可以使string，character，integer或者floating-point，但是同一个枚举中的rawValue必须唯一。rawValue和关联值(associated values)不同，rawValue是在你定义枚举的时候预填充的，同一个枚举类型的同一种case的rawValue永远都是一样的，而关联值则是在你创建枚举变量的时候决定的，可以任意改变。

默认设置rawValue

跟C的枚举类似的是，Swift中我们也不需要给每种case设定rawValue，Swift会自动分配一个rawValue，当我们指定rawValue是整型的时候Swift就会默认的分配0然后递增（也与C类似）。比如我们定义一个行星据日距离的枚举

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

上面的例子中，Plant.mercury的 rawValue为1，所以 Plant.venus的rawValue 就会被默认分配为2，以此类推。

如果枚举的rawValue类型为String的时候，Swift就会默认的将rawValue的值设置的与case的名字相同，比如我们前面提到的用来表示方向的枚举类型：

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

CompassPoint.south 的 rawValue就是 "south"。
你可以通过枚举case的属性rawValue来访问具体的rawValue：

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

通过rawValue创建枚举值

同样的，你也可以反过来通过rawValue来创建个你需要枚举值。不过这样创建的枚举值是optional的因为如果你传入的rawValue没有被定义过，那么就会返回一个nil。

let possiblePlanet = Planet(rawValue: 7)
// possiblePlanet is of type Planet? and equals Planet.uranus

文档中提到 使用rawValue创建枚举值的这个构造方法叫可失败构造器(Failable Initializer)，不过我还没有看到那里，所以就先不解释了

这里如果你使用11来创建Planet就会返回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)")
}
// Prints "There isn't a planet at position 11

递归枚举

递归枚举只是的当前的枚举类型中的部分case的关联值是当前的枚举类型。我们只用indirect关键字来表明这个是递归的case。比如我们创一个关于运算的枚举：

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

你也可以把indirect写在枚举最开始的地方来表明这是一个递归枚举。

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

这个递归类型可以存储三种运算表达式：纯数字，两个表达式相加，两个表达式相乘，其中后两者的关联值同样也是ArithmeticExpression。比如说我们想要表达 (5 + 4) * 2就可以写成这个样子：

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

递归枚举最有用的地方就是用来表示有递归结构的数据。比如说我们来验证一个表达式的时候：

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))
// Prints "18"

总结

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文档中对于枚举部分的介绍就是这些，前面提到的属性，方法协议什么会在后面讲述属性，方法，协议的时候再次提到，这里并没有说明。我只能说Swift进一步颠覆我对枚举认识，总的来说就是功能很强大，同样也增加了使用难度和阅读难度