Swift從2014年發布到現在，馬上接近三年，經過蘋果的不斷改進和完善，語法方面已經趨于穩定。如果是新建的項目，嚴重建議使用Swift，因為Swift必定會取代Objective-C。然后對于用Objective-C寫的舊項目，我們有兩個選擇：1）直接整個項目用Swift重寫；2）在舊項目的基礎上，新的東西用Swift編寫，然后再把之前用Objective-C寫的代碼慢慢改為Swift。我個人更偏向于在舊項目的基礎上逐漸把整個項目轉為Swift。下面我將會結合實際工作和蘋果的官方文檔《Using Swift with Cocoa and Objective-C (Swift 3.1)》來總結下如何將舊的Objective-C項目逐漸轉為Swift項目。

學習Swift

首先，你要懂得Swift（這TMD不是講廢話嗎 ...）。英文能力不錯的建議看官方的文檔《The Swift Programming Language (Swift 3.1)》，官方的文檔總是最好的。不嫌棄的話，可以看看我寫的《Swift文集》，總結了Swift的關鍵知識點。另外，大家可以看看Swift翻譯組翻譯的內容。

Objective-C和Swift的互用

在這部分內容里，我將會根據官方的文檔，總結下Objective-C和Swift是如何互用的。

初始化

在Objective-C中，類的初始化方法通常是以init或者initWith開頭的。在Swift中使用Objective-C的類時，Swift會把init開頭的方法作為初始化方法，如果是以initWith開頭的，在Swift中調用時，會把With去掉，例如：

在Objective-C中:

- (instancetype)init;
- (instancetype)initWithFrame:(CGRect)frame style:(UITableViewStyle)style;

在Swift中調用上面的接口，就會是下面這種形式：

init() { /* ... */ }
init(frame: CGRect, style: UITableViewStyle) { /* ... */ }

類方法和便利初始化器

在Objective-C的類方法，在Swift中會被作為便利初始化器：

在Objective-C中:

UIColor *color = [UIColor colorWithRed:0.5 green:0.0 blue:0.5 alpha:1.0];

在Swift中，就會是下面這種形式：

let color = UIColor(red: 0.5, green: 0.0, blue: 0.5, alpha: 1.0)

訪問屬性

Objective-C中的屬性將會按照下面這個規則來導入Swift：

• 被nonnull, nullable和null_resettable標記的屬性導入Swift之后，會變成optional和nonoptional類型
• 被readonly標記的屬性導入Swift之后，變成計算屬性 ({ get })。
• 被weak標記的屬性導入Swift之后，同樣是被weak標記 (weak var)。
• 被assign, copy, strong或者unsafe_unretained標記的，將會以適當的存儲導入Swift。
• 被class標記的屬性導入Swift之后，變成類型屬性。
• 原子性屬性（atomic和nonatomic）在對應的Swift屬性中沒有反應出來，但是在Swift中被訪問的時候，Objective-C原子性的實現仍然會保留。
• getter=和setter=在Swift中被省略。

在Swift中，直接用點語法來訪問Objective-C的屬性。

方法

同樣地，在Swift中也是使用點語法來訪問方法。

當Objective-C的方法被導入Swift后，Objective-C的Selector的第一部分會被作為Swift的方法名。例如：

在Objective-C中：

[myTableView insertSubview:mySubview atIndex:2]; 

導入Swift后：

myTableView.insertSubview(mySubview, at: 2)

id兼容性

Objective-C的id類型，導入Swift之后，成為Swift的Any類型。

Swift還有一個類型AnyObject，可以代表所有的class類型，它可以動態的搜索任何@objc方法，而無需向下轉型。例如：

var myObject: AnyObject = UITableViewCell()
myObject = NSDate()
let futureDate = myObject.addingTimeInterval(10)
let timeSinceNow = myObject.timeIntervalSinceNow

但是我們在運行代碼之前，AnyObject的具體類型是不確定的，所以上面這種寫法非常危險。，例如下面這個例子，在運行的時候會crash：

myObject.character(at: 5)
// crash, myObject doesn't respond to that method

我們可以使用可選鏈或者if let來解決這個問題：

// 可選鏈
let myChar = myObject.character?(at: 5)

// if let
if let fifthCharacter = myObject.character?(at: 5) {
    print("Found \(fifthCharacter) at index 5")
}

空屬性和可選

我們都知道在Objective-C中，可以使用一些注釋來標記屬性、參數或者返回值是否可以為空，例如_nullable、_Nonull等等。他們會按照下面的規則來導入Swift：

• 被_Nonnull標記的，在導入Swift之后，會被作為非可選類型
• 被_Nullable標記的，在導入Swift之后，會被作為可選類型
• 沒有被任何注釋標記的，在導入Swift之后，會被作為隱式解包可選類型

例如，在Objective-C中：

@property (nullable) id nullableProperty;
@property (nonnull) id nonNullProperty;
@property id unannotatedProperty;
 
NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN
- (id)returnsNonNullValue;
- (void)takesNonNullParameter:(id)value;
NS_ASSUME_NONNULL_END
 
- (nullable id)returnsNullableValue;
- (void)takesNullableParameter:(nullable id)value;
 
- (id)returnsUnannotatedValue;
- (void)takesUnannotatedParameter:(id)value;

導入Swift之后：

var nullableProperty: Any?
var nonNullProperty: Any
var unannotatedProperty: Any!
 
func returnsNonNullValue() -> Any
func takesNonNullParameter(value: Any)
 
func returnsNullableValue() -> Any?
func takesNullableParameter(value: Any?)
 
func returnsUnannotatedValue() -> Any!
func takesUnannotatedParameter(value: Any!)

輕量級泛型

在Swift中：

@property NSArray<NSDate *> *dates;
@property NSCache<NSObject *, id<NSDiscardableContent>> *cachedData;
@property NSDictionary <NSString *, NSArray<NSLocale *>> *supportedLocales;

導入Swift之后：

var dates: [Date]
var cachedData: NSCache<AnyObject, NSDiscardableContent>
var supportedLocales: [String: [Locale]]

擴展

Swift的擴展其實類似于Objective-C的分類。Swift的擴展可以對現有的類、結構和枚舉添加新的成員，即使是在Objective-C中定義的類、結構和枚舉，都可以進行擴展。

例如下面這個例子，為UIBezierPath添加一個便利初始化器，可用來畫一個等邊三角形：

extension UIBezierPath {
    convenience init(triangleSideLength: CGFloat, origin: CGPoint) {
        self.init()
        let squareRoot = CGFloat(sqrt(3.0))
        let altitude = (squareRoot * triangleSideLength) / 2
        move(to: origin)
        addLine(to: CGPoint(x: origin.x + triangleSideLength, y: origin.y))
        addLine(to: CGPoint(x: origin.x + triangleSideLength / 2, y: origin.y + altitude))
        close()
    }
}

閉包

Objective-C的block，導入Swift之后變為Closure。例如在Objective-C中有一個block：

void (^completionBlock)(NSData *) = ^(NSData *data) {
   // ...
}

在Swift中是這樣的：

let completionBlock: (Data) -> Void = { data in
    // ...
}

Objective-C的block和Swift的Closure基本上可以說是等價的，但是有一點不同的是：外部的變量在Swift的Closure中是可變的，我們可以直接在Closure內部更新變量的值；而在Objective-C中，需要用__block標記變量。

解決Block中的循環引用問題

在Objective-C中：

__weak typeof(self) weakSelf = self;
self.block = ^{
   __strong typeof(self) strongSelf = weakSelf;
   [strongSelf doSomething];
};

在Swift中是這樣解決的，[unowned self]被稱為捕獲列表（Capture List）：

self.closure = { [unowned self] in
    self.doSomething()
}

對象之間的比較

在Swift中，比較兩個對象是否相等有兩種方法：1) ==：比較兩個對象的內容是否相等；2) ===：比較兩個常量或者變量是否引用著同一個對象實例。

Swift為繼承自NSObject的子類提供了默認的==和===實現，并實現了Equatable協議。默認的==實現調用了isEqual:方法，默認的===實現檢查指針是否相等。我們不能重寫從Objective-C導入的類的這兩個操作符。

Swift類型的兼容性

下面這些Swift特有的類型，是不兼容Objective-C的：

• 泛型
• 元組
• Swift中定義的沒有Int類型原始值的枚舉
• Swift中定義的結構
• Swift中定義的高階函數
• Swift中定義的全局變量
• Swift中定義的類型別名
• Swift風格的variadics
• 嵌套類型
• Curried functions

Swift轉換為Objective-C：

• 可選類型，被__nullable標記
• 非可選類型，被__nonnull標記
• 常量和計算屬性，變成只讀屬性
• 類型屬性在Objective-C中被class標記
• 類型方法在Objective-C是類方法
• 初始化器和實例方法變成Objective-C的實例方法
• 會拋出錯誤的方法，在Objective-C中會多了一個NSerror **參數。如果Swift的方法沒有返回值，在Objective-C中會返回一個BOOL。

例如，在Swift中：

class Jukebox: NSObject {
    var library: Set<String>
    
    var nowPlaying: String?
    
    var isCurrentlyPlaying: Bool {
        return nowPlaying != nil
    }
    
    class var favoritesPlaylist: [String] {
        // return an array of song names
    }
    
    init(songs: String...) {
        self.library = Set<String>(songs)
    }
    
    func playSong(named name: String) throws {
        // play song or throw an error if unavailable
    }
}

轉換成Objective-C后：

@interface Jukebox : NSObject
@property (nonatomic, strong, nonnull) NSSet<NSString *> *library;
@property (nonatomic, copy, nullable) NSString *nowPlaying;
@property (nonatomic, readonly, getter=isCurrentlyPlaying) BOOL currentlyPlaying;
@property (nonatomic, class, readonly, nonnull) NSArray<NSString *> * favoritesPlaylist;
- (nonnull instancetype)initWithSongs:(NSArray<NSString *> * __nonnull)songs OBJC_DESIGNATED_INITIALIZER;
- (BOOL)playSong:(NSString * __nonnull)name error:(NSError * __nullable * __null_unspecified)error;
@end

自定義Swift在Objective-C的接口

我們可以使用@objc(name)自定義Swift的類、屬性、方法、枚舉類型或者枚舉case在Objective-C中使用時的名字。

例如，在Swift中：

@objc(Color)
enum Цвет: Int {
    @objc(Red)
    case Красный
    
    @objc(Black)
    case Черный
}
 
@objc(Squirrel)
class Белка: NSObject {
    @objc(color)
    var цвет: Цвет = .Красный
    
    @objc(initWithName:)
    init (имя: String) {
        // ...
    }
    @objc(hideNuts:inTree:)
    func прячьОрехи(количество: Int, вДереве дерево: Дерево) {
        // ...
    }
}

Swift還提供了一個屬性@nonobjc，被這個屬性標記的成員將不能在Objective-C中使用。

需要動態調度

當Swift的API被Objective-C runtime使用時，不能保證能動態調度屬性、方法、下標或者初始化器。Swift的編譯器仍然會反虛擬化或者內聯成員訪問來優化代碼的屬性，并繞過Objective-C runtime。

我們可以使用dynamic在使用Objective-C runtime時動態的訪問成員。需要動態調度的情況是非常少的。但是，在Objective-C runtime中使用key-value observing或者method_exchangeImplementations時，我們就需要動態調度，在運行的時候來動態地替換一個方法的實現。

注意：使用了dynamic標記的聲明，不能再使用@nonobjc。因為使用了@nonobjc，就意味著不能在Objective-C中使用，而dynamic就是為了給Objective-C使用，這兩個屬性是完全沖突的。

Selector

在Objective-C中，我們使用@selector來構造一個Selector；而在Swift中，我們要使用#selector

Key和Key Path

在Swift中，可以使用#keyPath來生成編譯器檢查(也就是說編譯的時候就能知道key和keyPath是否有誤，而不必等到運行時才能確定)的key和keyPath，然后就可以給這些方法使用：value(forKey:)、value(forKeyPath:)、addObserver(_:forKeyPath:options:context:)。#keyPath支持鏈式方法或者屬性，如#keyPath(Person.bestFriend.name)。

例如：

class Person: NSObject {
    var name: String
    var friends: [Person] = []
    var bestFriend: Person? = nil
    
    init(name: String) {
        self.name = name
    }
}
 
let gabrielle = Person(name: "Gabrielle")
let jim = Person(name: "Jim")
let yuanyuan = Person(name: "Yuanyuan")
gabrielle.friends = [jim, yuanyuan]
gabrielle.bestFriend = yuanyuan
 
#keyPath(Person.name)
// "name"
gabrielle.value(forKey: #keyPath(Person.name))
// "Gabrielle"
#keyPath(Person.bestFriend.name)
// "bestFriend.name"
gabrielle.value(forKeyPath: #keyPath(Person.bestFriend.name))
// "Yuanyuan"
#keyPath(Person.friends.name)
// "friends.name"
gabrielle.value(forKeyPath: #keyPath(Person.friends.name))
// ["Yuanyuan", "Jim"]

Cocoa Frameworks

Swift能自動地將一些類型在Swift和Objective-C之間互相轉換。例如我們可以傳一個String值給NSString參數。

Foundation

橋接類型

Swift Foundation提供了下列橋接值類型：

我們可以看到，就是直接把Objective-C的前綴NS去掉，就是Swift的值類型（但是有些情況例外）。這些Swift的值類型擁有Objective-C引用類型的所有方法。任何使用Objective-C引用類型的地方，都可以使用對應的Swift值類型。

統一的Logging

統一的logging系統提供了一些平臺通用的API來打印一些信息，但是這個API只在 iOS 10.0, macOS 10.12, tvOS 10.0和watchOS 3.0以后的版本才可用。

下面是使用的例子：

import os.log
 
 // 直接打印一個String
os_log("This is a log message.")

// 拼接一個或多個參數
let fileSize = 1234567890
os_log("Finished downloading file. Size: %{iec-bytes}d", fileSize)

// 定義打印等級，例如info、debug、error、fault
os_log("This is additional info that may be helpful for troubleshooting.", type: .info)

// 打印信息到特定的子系統
let customLog = OSLog("com.your_company.your_subsystem_name.plist", "your_category_name")
os_log("This is info that may be helpful during development or debugging.", log: customLog, type: .debug)

Cocoa的結構

當Swift的結構被橋接成Objective-C時，下面這些結構會變成NSValue。

• CATransform3D
• CLLocationCoordinate2D
• CGAffineTransform
• CGPoint
• CGRect
• CGSize
• CGVector
• CMTimeMapping
• CMTimeRange
• CMTime
• MKCoordinateSpan
• NSRange
• SCNMatrix4
• SCNVector3
• SCNVector4
• UIEdgeInsets
• UIOffset

Cocoa設計模式

代理

代理設計模式，是我們經常用到的。在Objective-C中，在調用代理方法之前，我們首先要檢查代理是否有實現這個代理方法。而在Swift中，我們可以使用可選鏈來調用代理方法。例如：

class MyDelegate: NSObject, NSWindowDelegate {
    func window(_ window: NSWindow, willUseFullScreenContentSize proposedSize: NSSize) -> NSSize {
        return proposedSize
    }
}
myWindow.delegate = MyDelegate()
if let fullScreenSize = myWindow.delegate?.window(myWindow, willUseFullScreenContentSize: mySize) {
    print(NSStringFromSize(fullScreenSize))
}

Lazy初始化

一個lazy屬性只會在第一次被訪問的時候才會初始化，相當于在Objective-C的懶加載（重寫getter方法）。當需要進行比較復雜或者耗時的計算才能初始化一個屬性時，我們應該盡量使用lazy屬性。

在Objective-C中：

@property NSXMLDocument *XML;
 
- (NSXMLDocument *)XML {
    if (_XML == nil) {
        _XML = [[NSXMLDocument alloc] initWithContentsOfURL:[[Bundle mainBundle] URLForResource:@"/path/to/resource" withExtension:@"xml"] options:0 error:nil];
    }
 
    return _XML;
}

而在Swift，我們使用lazy屬性：

lazy var XML: XMLDocument = try! XMLDocument(contentsOf: Bundle.main.url(forResource: "document", withExtension: "xml")!, options: 0)

對于其他需要更復雜的初始化的屬性，可以寫成：

lazy var currencyFormatter: NumberFormatter = {
    let formatter = NumberFormatter()
    formatter.numberStyle = .currency
    formatter.currencySymbol = "¤"
    return formatter
}()

單例

單例模式使我們在開發中經常用到的。

在Objective-C中，我們通常用GCD來實現：

+ (instancetype)sharedInstance {
    static id _sharedInstance = nil;
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        _sharedInstance = [[self alloc] init];
    });
 
    return _sharedInstance;
}

在Swift中，直接使用static類型屬性即可，可以保證只初始化一次，即使時在多線程中被同時訪問。

class Singleton {
    static let sharedInstance = Singleton()
}

如果我們需要其他設置，可以寫成：

class Singleton {
    static let sharedInstance: Singleton = {
        let instance = Singleton()
        // setup code
        return instance
    }()
}

API可用性

有些類和方法并不是在所有平臺或者版本都可用的，所有有時我們需要進行API可用性檢查。

例如，CLLocationManager的requestWhenInUseAuthorization方法只能在iOS 8.0和macOS 10.10以后的版本才能使用：

let locationManager = CLLocationManager()
if #available(iOS 8.0, macOS 10.10, *) {
    locationManager.requestWhenInUseAuthorization()
}

*是為了處理未來的平臺。

平臺名稱：

• iOS
• iOSApplicationExtension
• macOS
• macOSApplicationExtension
• watchOS
• watchOSApplicationExtension
• tvOS
• tvOSApplicationExtension

同樣地，我們在寫自己的API時，也可以指定那些平臺可以使用：

@available(iOS 8.0, macOS 10.10, *)
func useShinyNewFeature() {
    // ...
}

Swift和Objective-C混編

把Objective-C代碼導入Swift

為了把Objective-C代碼導入Swift中，我們需要用到Objective-C bridging header。當你把Objective-C文件拖入Swift項目中時，Xcode會提示你是否新建一個bridging header，如下圖：

Create Bridging Header

點擊Create Bridging Header，項目的文件路徑下就會創建一個名為項目名稱-Bridging-Header.h的文件（如果項目名稱不是英文，將會以_代替；如果第一個是字母，也會以_代替）。

當然，我們也可以手動創建：File > New > File > (iOS, watchOS, tvOS, or macOS) > Source > Header File。

當-Bridging-Header.h文件創建好之后，我們還需要進行以下操作：

• 把Swift中要用到的Objective-C類的頭文件，以下面這種形式添加到Bridging-Header.h文件

#import "XYZCustomCell.h"
#import "XYZCustomView.h"
#import "XYZCustomViewController.h"

• 在Build Settings > Swift Compiler - General > Objective-C Bridging Header添加-Bridging-Header.h的路徑，路徑的格式：項目名/項目名稱-Bridging-Header.h如圖

Objective-C Bridging Header

這樣我們就配置完成了，可以在Swift中調用Objective-C的代碼：

let myCell = XYZCustomCell()
myCell.subtitle = "A custom cell"

Swift代碼導入Objective-C

當需要在Objective-C中使用Swift的代碼時，我們依賴于Xcode自動生成的頭文件，這個頭文件的名稱是項目名-Swift.h（如果項目名稱不是英文，將會以_代替；如果第一個是字母，也會以_代替）。

默認情況下，這個自動生成的頭文件包含了在Swift中被public或者open標記的聲明，如果這個項目中有Objective-C bridging header，那么，internal標記的聲明也包含在內。被private和fileprivate標記的不包含在內。私有的聲明不會暴露給Objective-C，除非他們被@IBAction、@IBOutlet或者@objc標記。

當需要在Objective-C中使用Swift的代碼時，直接導入頭文件項目名-Swift.h，然后我們就可以在Objective-C中調用Swift的接口，用法與Objective-C的語法相同：

// 初始化實例，并調用方法
MySwiftClass *swiftObject = [[MySwiftClass alloc] init];
[swiftObject swiftMethod];

// 引用類或者協議
// MyObjcClass.h
@class MySwiftClass;
@protocol MySwiftProtocol;
 
@interface MyObjcClass : NSObject
- (MySwiftClass *)returnSwiftClassInstance;
- (id <MySwiftProtocol>)returnInstanceAdoptingSwiftProtocol;
// ...
@end

// 實現Swift協議
// MyObjcClass.m
#import "ProductModuleName-Swift.h"
 
@interface MyObjcClass () <MySwiftProtocol>
// ...
@end
 
@implementation MyObjcClass
// ...
@end

注意：如果是剛剛寫的Swift代碼，馬上就想在Objective-C調用，我們需要先編譯一下，然后Objective-C中才能訪問到Swift的接口。

聲明可以被Objective-C使用的Swift協議

為了聲明一個可以被Objective-C使用的Swift協議，我們要用@objc標記，如果協議的方法是optional，也需要用@objc。

@objc public protocol MySwiftProtocol {
    func requiredMethod()
    
    @objc optional func optionalMethod()
}

把Objective-C代碼轉為Swift

前面講了一大堆基礎知識，就是為了更好地將Objective-C代碼轉為Swift。

遷移過程

• 創建一個對應Objective-C.m和.h的Swift類，創建方法：File > New > File > (iOS, watchOS, tvOS, or macOS) > Source > Swift File。類的名稱可以相同，也可以不同。
• 導入相關的系統框架
• 如果要需要用到Objective-C的代碼，需要在bridging header中導入相關的頭文件
• 為了讓這個Swift類可以在Objective-C中使用，需要讓這個類繼承自Objective-C的類。如果要自定義在Objective-C中調用的Swift接口的名稱，使用@objc(name)。
• 我們可以通過繼承Objective-C的類，實現Objective-C協議等來集成Objective-C已有的成員。
• 在遷移過程中，我們要知道：1）Objective-C的語言特性轉換成Swift后，是變成怎樣；2）Cocoa框架中Objective-C的類型，在Swift中是什么類型；3）常用的設計模式；4）Objective-C的屬性如何遷移到Swift。這些大部分內容我上面都有提到。
• Objective-C的(-)和(+)方法，對應到Swift就是func和class func。
• Objective-C的簡單的宏定義改為全局常量，復雜的宏定義改為方法
• 遷移完成后，在有導入Objective-C類的地方，用#import "項目名稱-Swift.h"替換。
• 把之前的.m文件的target membership這個勾去掉。先別著急把之前的.m和.h文件刪掉，因為我們剛剛寫完的Swift類可能不太完善，我們還需要用之前的文件來解決問題。

target membership

• 如果Swift的類名和之前的Objective-C的類名不一樣，在用到Objective-C的類的地方，更新為新的類名。

完

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