Swift-类型转换

• 类型转换可以判断实例的类型，也可以将实例看做是其父类或者子类的实例。
• 类型转换在 Swift 中使用 is 和 as 操作符实现。
• 也可以用它来检查一个类型是否遵循了某个协议。

1. 为类型转换定义类层次

• 可以将类型转换用在类和子类的层次结构上，检查特定类实例的类型并且转换这个类实例的类型成为这个层次结构中的其他类型。

/*
这个类为任何出现在数字媒体库的媒体项提供基础功能。
特别的，它声明了一个 String 类型的 name 属性，和一个 init(name:) 初始化器。
*/
class MediaItem {
    var name: String
    init(name: String) {
        self.name = name
    }
}

/*
子类 Movie 封装了与电影相关的额外信息
在父类（或者说基类）的基础上增加了一个 director（导演）属性，和相应的初始化器。
*/
class Movie: MediaItem {
    var director: String
    init(name: String, director: String) {
        self.director = director
        super.init(name: name)
    }
}
/*
子类 Song，在父类的基础上增加了一个 artist（艺术家）属性，和相应的初始化器
*/
class Song: MediaItem {
    var artist: String
    init(name: String, artist: String) {
        self.artist = artist
        super.init(name: name)
    }
}

/*
创建了一个数组常量 library，包含两个 Movie 实例和三个 Song 实例。
library 的类型是在它被初始化时根据它数组中所包含的内容推断来的。
Swift 的类型检测器能够推断出 Movie 和 Song 有共同的父类 MediaItem，所以它推断出 [MediaItem] 类作为 library 的类型
*/
let library = [
    Movie(name: "Casablanca", director: "Michael Curtiz"),
    Song(name: "Blue Suede Shoes", artist: "Elvis Presley"),
    Movie(name: "Citizen Kane", director: "Orson Welles"),
    Song(name: "The One And Only", artist: "Chesney Hawkes"),
    Song(name: "Never Gonna Give You Up", artist: "Rick Astley")
]   // 数组 library 的类型被推断为 [MediaItem]

library 里存储的媒体项依然是 Movie 和 Song 类型的。
但是，若你迭代它，依次取出的实例会是 MediaItem 类型的，而不是 Movie 和 Song 类型。
为了让它们作为原本的类型工作，你需要检查它们的类型或者向下转换它们到其它类型。

2. 检查类型

• 用类型检查操作符（is）来检查一个实例是否属于特定子类型。
• 若实例属于那个子类型，类型检查操作符返回 true，否则返回 false。

var movieCount = 0
var songCount = 0

for item in library {
    if item is Movie {
        movieCount += 1
    } else if item is Song {
        songCount += 1
    }
}

print("Media library contains \(movieCount) movies and \(songCount) songs") // 打印“Media library contains 2 movies and 3 songs”

迭代了数组 library 中的所有项。
每一次，for-in 循环设置 item 常量为数组中的下一个 MediaItem 实例。
若当前 MediaItem 是一个 Movie 类型的实例，item is Movie 返回 true，否则返回 false。
同样的，item is Song 检查 item 是否为 Song 类型的实例。
在循环结束后，movieCount 和 songCount 的值就是被找到的属于各自类型的实例的数量。

3. 向下转型

• 某类型的一个常量或变量可能在幕后实际上属于一个子类。
• 当确定是这种情况时，你可以尝试用类型转换操作符（as? 或 as!）向下转到它的子类型。
• 因为向下转型可能会失败，类型转型操作符带有两种不同形式。
  • 条件形式 as? 返回一个你试图向下转成的类型的可选值。
    • 当你不确定向下转型可以成功时，用类型转换的条件形式（as?）。条件形式的类型转换总是返回一个可选值，并且若下转是不可能的，可选值将是 nil。这使你能够检查向下转型是否成功。
  • 强制形式 as! 把试图向下转型和强制解包转换结果结合为一个操作。
    • 只有你可以确定向下转型一定会成功时，才使用强制形式（as!）。当你试图向下转型为一个不正确的类型时，强制形式的类型转换会触发一个运行时错误。

for item in library {
    if let movie = item as? Movie {
        print("Movie: \(movie.name), dir. \(movie.director)")
    } else if let song = item as? Song {
        print("Song: \(song.name), by \(song.artist)")
    }
}

// Movie: Casablanca, dir. Michael Curtiz
// Song: Blue Suede Shoes, by Elvis Presley
// Movie: Citizen Kane, dir. Orson Welles
// Song: The One And Only, by Chesney Hawkes
// Song: Never Gonna Give You Up, by Rick Astley

尝试将 item 转为 Movie 类型。若成功，设置一个新的临时常量 movie 来存储返回的可选 Movie 中的值。
若向下转型成功，然后 movie 的属性将用于打印一个 Movie 实例的描述，包括它的导演的名字 director。
相似的原理被用来检测 Song 实例，当 Song 被找到时则打印它的描述（包含 artist 的名字）。

注意：转换没有真的改变实例或它的值。根本的实例保持不变；只是简单地把它作为它被转换成的类型来使用。

4. Any 和 AnyObject 的类型转换

Swift 为不确定类型提供了两种特殊的类型别名：

• Any 可以表示任何类型，包括函数类型。
• AnyObject 可以表示任何类类型的实例。

只有当你确实需要它们的行为和功能时才使用 Any 和 AnyObject。最好还是在代码中指明需要使用的类型。

var things = [Any]()

things.append(0)
things.append(0.0)
things.append(42)
things.append(3.14159)
things.append("hello")
things.append((3.0, 5.0))
things.append(Movie(name: "Ghostbusters", director: "Ivan Reitman"))
things.append({ (name: String) -> String in "Hello, \(name)" })

• 可以在 switch 表达式的 case 中使用 is 和 as 操作符来找出只知道是 Any 或 AnyObject 类型的常量或变量的具体类型。

for thing in things {
    switch thing {
    case 0 as Int:
        print("zero as an Int")
    case 0 as Double:
        print("zero as a Double")
    case let someInt as Int:
        print("an integer value of \(someInt)")
    case let someDouble as Double where someDouble > 0:
        print("a positive double value of \(someDouble)")
    case is Double:
        print("some other double value that I don't want to print")
    case let someString as String:
        print("a string value of \"\(someString)\"")
    case let (x, y) as (Double, Double):
        print("an (x, y) point at \(x), \(y)")
    case let movie as Movie:
        print("a movie called \(movie.name), dir. \(movie.director)")
    case let stringConverter as (String) -> String:
        print(stringConverter("Michael"))
    default:
        print("something else")
    }
}

// zero as an Int
// zero as a Double
// an integer value of 42
// a positive double value of 3.14159
// a string value of "hello"
// an (x, y) point at 3.0, 5.0
// a movie called Ghostbusters, dir. Ivan Reitman
// Hello, Michael

• Any 类型可以表示所有类型的值，包括可选类型。
• Swift 会在你用 Any 类型来表示一个可选值的时候，给你一个警告。
• 如果你确实想使用 Any 类型来承载可选值，你可以使用 as 操作符显式转换为 Any。

let optionalNumber: Int? = 3
things.append(optionalNumber)        // 警告
things.append(optionalNumber as Any) // 没有警告