Swift 3：你要知道的新特色和改動

在剛完成的WWDC大會上，蘋果發佈了新一代 Swift 3 和 Xcode 8 beta，並預計在本年第四季正式推出。自2015年12月，Swift語言正式開放源代碼，Swift 3 當然也不例外，同時支援 Mac OS X 及Linux 系統。如果你自上年十二月開始追踪 Swift Evolution，或已經曾在 IBM sandbox 試用過的話，或許已經心中有數 Swift 3 有著很大的改動。若果直接在 Xcode 8 上編譯現行的專案，幾乎可以肯定的說不會成功。

Swift 3 的更新主要分為兩個類別：

• 刪除在 Swift 2.2 中部份過時的功能
• 優化語言

我們先來看看被移除的部分，這些功能在 Xcode 7.3 時仍然可以使用，只是每當使用時會顯示黃色警告字句。在Swift 3，這些警告字句會變成編譯錯誤。

++ 和 – – 運算子

首先，和大家聊一聊 ++ 和 -- 運算子的改動。遞增和遞減運算子從C語言中繼承至 Swift，功能上簡單直接 – 為某個變數增加或減去 1。

var i = 0
i++
++i
i--
--i

然而，這些運算子的使用方法都略有不同，很容易讓人產生混淆。遞增和遞減運算子分別有兩種使用方法：前置或後置 －它們看來相似，但實際運作和結果都大有不同。

對於初學者而言這些都太複雜難懂了，所以在Swift 3都統統移除 – 由增加 (+=) 和 減去 (-=) 取而代之：

var i = 0
i += 1
i -= 1

當然，你也可以使用增加 (+) 和減去 (-) 運算子，雖然複合指派運算子的做法會更簡短：

i = i + 1
i = i - 1

C 語言風格的 for 迴圈語法成為歷史

遞增和遞減運算子經常出現在C語言的迴環語法，當遞增和遞減運算子被移除，意味著唇齒相依的 for 迴環也走到末路，往後將會以更簡潔的 for-in 控制流程敍述實現相樣的功能。

假設你對編程有基本經驗，大概也會使用 for 迴環來列出1-10：

for (i = 1; i <= 10; i++) {
  print(i)
}

由 Swift 3 開始，就不再允許這種做法。優化後的程式碼將會如下 － 注意這是封閉範圍運算子 (…) 的使用：

for i in 1...10 {
  print(i)
}

另外，你也可以使用 for-each 迴環加以閉包和縮寫參數 － 關於迴環的更多資料，請參閱這裡。

(1...10).forEach {
  print($0)
}

函式參數中移除 var

函式參數一般會定義為常數，當你不需要修改它的值。但是，有時候為了使用上方便就會定義為變數。在Swift 2，你可以使用 var 把函式參數定義為變數。當參數被定義為 var，它會本地複製值，使你可以在函數中修改值。

舉例，以下的功能測定兩個數字的最大公因數 － 若果你忘記了什麼是最大公因數，可以到這裡重溫：

func gcd(var a: Int, var b: Int) -> Int {

  if (a == b) {
    return a
  }

  repeat {
    if (a > b) {
      a = a - b
    } else {
      b = b - a
    }
  } while (a != b)

  return a
}

算法很簡單：如果兩個數字相等，返回其中一個。相反，將二者進行比較，用大數字一個減去小數字，並將結果賦於大數字，直到二者完全相等，最終返回二者之一。如你所見，a 和 b 都是變數，因此我們都可以更改它們的值。

Swift 3 為免 Swift 開發者容易混淆 var 和 inout，故此不再允許把函式參數設置成變數。 而最新版本的 Swift 裡也把 var 從函式參數中刪除。

因此，在 Swift 3 要用上不同的方法去尋找最大公因數。你需要將函式參數儲存到一個本地變數中：

func gcd(a: Int, b: Int) -> Int {

  if (a == b) {
    return a
  }

  var c = a
  var d = b

  repeat {
    if (c > d) {
      c = c - d
    } else {
      d = d - c
    }
  } while (c != d)

  return c
}

函式參數的一致標記特性

函式參數列實際上由元組表示，所以我們可以使用元組呼叫函數，就好像以元組結構配對函數原型。以 gcd() 功能為例。你可以這樣呼叫它：

gcd(8, b: 12)

也可以這樣調用它：

let number = (8, b: 12)
gcd(number)

如你所見，在 Swift 2 中你不需要指定第一個參數標記，但需要為第二個（或其餘的）參數指定標記。

對菜鳥來說這個語法應該挺複雜，因此優化後對參數標記的使用進行了規範化。在 Swift 3, 你可以這樣呼叫函數：

gcd(a: 8, b: 12)

你必須明確指定第一個參數的標記。否則，Xcode 8 會提示出現錯誤。

這個改動意味著有大量的程式碼需要修改。沒錯，確實有很多修改的地方。因為蘋果提供了一個呼叫函數時忽略第一個參數標記的方法。這就是把下劃線添加到第一個參數之前：

func gcd(_ a: Int, b: Int) -> Int {

...

}

通過這個方法，你可以沿用舊的方法調用函數 － 不用指定第一個標記。這將使你較輕易地把程式碼由 Swift 2 轉移至 Swift 3。

不能再用字串來表示選擇器 (Selectors)

當我們要建立一個按鈕並讓它被觸及時執行某些動作 － 假設只能使用 playground 而沒有在 Interface Builder 實現：

// 1
import UIKit
import XCPlayground

// 2
class Responder: NSObject {

  func tap() {
    print("Button pressed")
  }
}
let responder = Responder()

// 3
let button = UIButton(type: .System)
button.setTitle("Button", forState: .Normal)
button.addTarget(responder, action: "tap", forControlEvents: .TouchUpInside)
button.sizeToFit()
button.center = CGPoint(x: 50, y: 25)

// 4
let frame = CGRect(x: 0, y: 0, width: 100, height: 50)
let view = UIView(frame: frame)
view.addSubview(button)
XCPlaygroundPage.currentPage.liveView = view

程式碼頗長，讓我們將它分成幾步來進行說明：

1. 導入 UIKit 和 XCPlayground 框架 － 我們需要利用這些去建立按鈕，並把它顯示到 playground 的助理編輯器。

1. 為 tap 方法定義，當用戶點擊按鈕便會觸發這個方法，並把一個回應物件回傳給按鈕目標 － 這需要堅於一個 NSObject，因為選擇器只對 Objective-C 方法有效。

2. 宣告按鈕並設置其屬性。

3. 宣告視圖及其相應的資訊框，在視圖添加一個按鈕，然後在 playground 的助理上顯示出來。

看看以黃色突出顯示的程式碼。按鈕選擇器是一個字串。若果你錯誤輸入的話，當程式執行時，程式碼便會出現問題，因為找不到相應的方法而導致程式錯誤彈出。

要解決這個編譯時潛在問題， Swift 3 使用了 #selector() 關鍵字取代了選擇器。這樣編譯器能夠及早偵查到相關問題之所在。

button.addTarget(responder, action: #selector(Responder.tap), for: .touchUpInside)

以上就是 Swift 3 已移除的語法特性。現在讓我們看一下讓 Swift 3 優化後的亮點。

Key-paths 是字串

這個特性跟前一個有點相似，但它被使用於 kvc (鍵值編碼)和 kvo (鍵值觀察）。

class Person: NSObject {
  var name: String = ""

  init(name: String) {
    self.name = name
  }
}
let me = Person(name: "Cosmin")
me.valueForKeyPath("name")

你建立了一個鍵值編碼兼容的 Person 類別，在類別指定初始化中建立名字，使用通過鍵值來讀取名字。同樣，若果在這部份輸入錯誤，Swift 3 會顯示警句字句，可以把 key-path 字串寫成為 #keyPath() 來表達式來替換：

class Person: NSObject {
  var name: String = ""

  init(name: String) {
    self.name = name
  }
}
let me = Person(name: "Cosmin")
me.value(forKeyPath: #keyPath(Person.name))

Foundation 型態不再需要 NS 字首

NS 字首從 Foundation 型態中移除了 － 若果想重溫 NS 是什麼，可以查看這裡。一個 JSON 剖析的典型例子：

let file = NSBundle.mainBundle().pathForResource("tutorials", ofType: "json")
let url = NSURL(fileURLWithPath: file!)
let data = NSData(contentsOfURL: url)
let json = try! NSJSONSerialization.JSONObjectWithData(data!, options: [])
print(json)

你可以使用 Foundation 類別去連接檔案，並以這個方法提取 JSON 數據：NSBundle > NSURL > NSData > NSJSONSerialization

在 Swift 3 中，NS 字首被移除了，因此上面的剖析過程就變成這樣：Bundle > URL > Data > JSONSerialization:

let file = Bundle.main().pathForResource("tutorials", ofType: "json")
let url = URL(fileURLWithPath: file!)
let data = try! Data(contentsOf: url)
let json = try! JSONSerialization.jsonObject(with: data)
print(json)

M_PI vs .pi

讓我們利用已知的半徑去計算圓週和圓的面積：

let r =  3.0
let circumference = 2 * M_PI * r
let area = M_PI * r * r

在以往的 Swift 版本中，M_PI 代表了圓周率常數。在 Swift 3，pi 常數被整合為 Float, Double 和 CGFloat 類型：

Float.pi
Double.pi
CGFloat.pi

上述的程式碼在 Swift 3 轉變成這樣子：

let r = 3.0
let circumference = 2 * Double.pi * r
let area = Double.pi * r * r

基於型態推斷，你可以忽略型態，因此程式碼可以簡化為：

let r = 3.0
let circumference = 2 * .pi * r
let area = .pi * r * r

Grand Central Dispatch

Grand Central Dispatch (GCD) 常用於網絡操作但不阻礙主執行緒的使用者介面。它是由 C 所編寫，因此初學者較難去理解它的 API，即使建立一個瑣細任務如非同步佇列並使它做點事情：

let queue = dispatch_queue_create("Swift 2.2", nil)
dispatch_async(queue) {
  print("Swift 2.2 queue")
}

Swift 3 刪除了所有樣版程式碼和冗餘的語法，改為使用物件導向方法：

let queue = DispatchQueue(label: "Swift 3")
queue.async {
  print("Swift 3 queue")
}

Core Graphics 變得更 「Swift 化」

Core Graphics 是一個強大的繪圖框架，但使用了跟 GCD 一樣的 C 風格 API：

let frame = CGRect(x: 0, y: 0, width: 100, height: 50)

class View: UIView {

  override func drawRect(rect: CGRect) {
    let context = UIGraphicsGetCurrentContext()
    let blue = UIColor.blueColor().CGColor
    CGContextSetFillColorWithColor(context, blue)
    let red = UIColor.redColor().CGColor
    CGContextSetStrokeColorWithColor(context, red)
    CGContextSetLineWidth(context, 10)
    CGContextAddRect(context, frame)
    CGContextDrawPath(context, .FillStroke)
  }
}
let aView = View(frame: frame)

你需要建立一個視圖資訊框，伸延 UIView 類別，覆寫 drawRect() 方法以進行自定繪圖，並使視圖展示新的內容。

來到 Swift 3 將會用上煥然一新的方法 － 首先打開現時圖像內容，然後執行所有繪圖有關操作：

let frame = CGRect(x: 0, y: 0, width: 100, height: 50)

class View: UIView {

  override func draw(_ rect: CGRect) {
    guard let context = UIGraphicsGetCurrentContext() else {
      return
    }

    let blue = UIColor.blue().cgColor
    context.setFillColor(blue)
    let red = UIColor.red().cgColor
    context.setStrokeColor(red)
    context.setLineWidth(10)
    context.addRect(frame)
    context.drawPath(using: .fillStroke)
  }
}
let aView = View(frame: frame)

注意：在視圖呼叫 drawRect() 方法之前，內容是空白的，所以你需要使用 guard 敍述去打開它 － 按此了解更多。

動詞 VS 名詞命名規約

Swift 3 將方法分成兩個組別：有返回值的 － 把它們當作名詞；以及執行某種動作的方法 － 把它們當作動詞。

以下是以現有 Swift 程式碼把 10 到 1 的數字列出來：

for i in (1...10).reverse() {
  print(i)
}

上述使用了 reverse() 方法把數字順序倒轉，而在 Swift 3 就會在方法後置 “ed”：

for i in (1...10).reversed() {
  print(i)
}

元組中最常用的是列出陣列內容：

var array = [1, 5, 3, 2, 4]
for (index, value) in array.enumerate() {
  print("\(index + 1) \(value)")
}

Swift 3 中就需要為 enumerate() 加上 “ed”：

var array = [1, 5, 3, 2, 4]
for (index, value) in array.enumerated() {
  print("\(index + 1) \(value)")
}

另一個例子是陣列排序。下面我們將以現時的 Swift 程式碼為陣列按升序排序：

var array = [1, 5, 3, 2, 4]
let sortedArray = array.sort()
print(sortedArray)

轉換成 Swift 3，sort 方法改為 sorted：

var array = [1, 5, 3, 2, 4]
let sortedArray = array.sorted()
print(sortedArray)

把陣列直接排序，不使用中間常數。現時我們寫的程式碼像這樣：

var array = [1, 5, 3, 2, 4]
array.sortInPlace()
print(array)

使用 sortInPlace() 去為一個可變的陣列排序。在 Swift 3，這個方法像一個動詞般使用，讓它執行實執排序動作而不需要返回任何東西。它使用最基本的單詞去形容動作。所以 sortInPlace() 被 sort() 取代：

var array = [1, 5, 3, 2, 4]
array.sort()
print(array)

優化 API

Swift 3 使用了一個簡單的哲學來規範其 API － 刪除冗餘的單詞，如果某個單詞是多餘的或者是能夠通過上下文推斷出來的，便會被刪除：

• XCPlaygroundPage.currentPage 改為 PlaygroundPage.current
• button.setTitle(forState) 改為 button.setTitle(for)
• button.addTarget(action, forControlEvents) 改為 button.addTarget(action, for)
• NSBundle.mainBundle() 改為 Bundle.main()
• NSData(contentsOfURL) 改為 URL(contentsOf)
• NSJSONSerialization.JSONObjectWithData() 改為 JSONSerialization.jsonObject(with)
• UIColor.blueColor() 改為 UIColor.blue()
• UIColor.redColor() 改為 UIColor.red()

列舉 Cases

Swift 3 例舉 cases 如像屬性，因此使用 「lowerCamelCase」 而不是「upperCamelCase」 進行命名：

• .System 改為 .system
• .TouchUpInside 改為 .touchUpInside
• .FillStroke 改為 .fillStroke
• .CGColor 改為 .cgColor

@discardableResult

在 Swift 3 中，若果你不使用一個函數或方法的返回值，Xcode 將會給予你警告。例如：

在上述的程式碼，printMessage 方法返回了一個訊息。但是，並沒有使用返回值。這裡可能引發潛在的問題，所以我Swift 3 會發出警告。

在某些情況下，並不是強制要求返回值。我們可以宣告 @discardableResult 方法繞過這個警告：

override func viewDidLoad() {
    super.viewDidLoad()

    printMessage(message: "Hello Swift 3!")
}

@discardableResult
func printMessage(message: String) -> String {
    let outputMessage = "Output : \(message)"
    print(outputMessage)

    return outputMessage
}

結語

這些都是 Swift 3 的簡介。新版本 Swift 有大量的改動，讓它得到優化和改善之餘，同時為現時的 Swift 程式碼帶來重大的影響。我希望這篇教程能夠讓你更清楚這些改動，也期望這些能夠節省你遷移 Swift 專案的時間。

本教程中的所有程式碼都可以在這裡下載。這些程式碼我都已經親身試驗過，確保在 Xcode 8 beta 中能夠順利執行。

如果有任何疑問或困難，歡迎留言查詢。