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該文章翻譯自Apple官方文檔: The Swift 4 Programming Language

Guards翻譯組 正在翻譯Swift 4的全套文檔, 這是該文檔第一章節《The Basics》的下半部分, 上半部分的譯文 請點這里, 原文鏈接: The Basics

翻譯 : Nc / Aaron
校對: August / Jonhory

譯者心聲

我們會不定期的更新翻譯文章, Guards翻譯組下周會發布 Basic Operators 章節中文版. 如感興趣,可以關注我們的簡書

我們是一群熱愛翻譯并且熱愛 Swift 的人， 希望通過自己的努力讓不熟悉英語的程序員也能學習到國外的高質量的文章. 如發現文章中翻譯錯誤之處, 煩請跟我們聯系, 我們第一時間更正.

本篇包含內容：

• 可選類型
• Nil 類型
• If語句和強制解包
• 可選綁定
• 隱式解包可選類型
• 錯誤處理
• 斷言和先決條件
• 用斷言進行調試
• 執行先決條件

可選類型

值可能不存在的情況下，你可以使用可選類型。 一個可選類型代表兩種可能性：要么它有值(你可以通過解包來訪問該值), 或者沒有值。

Note: 在C或Objective-C中不存在可選類型的概念。 在OC中和可選類型這個概念最類似的是: 一個對象要么返回確定的值要么返回nil，其中nil表示“對象不存在”。然而這種方法僅適用于對象，并不適用于結構體、C的基本類型以及枚舉。 對于這些類型，OC方法通常返回一個特殊值（例如NSNotFound）來表示沒有值。 這種機制假設了方法調用者知道存在一個特殊的值，而且會通過這個值來檢測方法的結果。Swift 的可選類型可以讓你表示任意類型的值缺失，并不需要特殊值。

這有一個例子說明了如何使用可選類型來處理不存在的值。 Swift的Int類型有一個String類型的值轉換成Int類型的初始化方法。 但是，并不是每個字符串都可以轉換為Int類型。 字符串"123"可以轉換為數值123，但字符串hello，world明顯沒有數字值可轉換為Int。

以下的示例使用這個初始化方法嘗試將一個String轉換為Int：

let possibleNumber = "123"
let convertedNumber = Int(possibleNumber)
// convertedNumber被轉換為類型"Int?"，即"可選類型Int"

因為初始化方法可能會失敗，所以它返回的是一個可選類型Int，而不是Int。 一個可選類型Int我們用Int?表示，而不是Int。 問號表示這個Int它包含的值是可選的，這意味著它可能包含一些具體的Int值，或者它可能不包含任何值。 （它不能包含任何其他值，例如Bool值或String值，它要么就是一個Int，要么它根本就沒有值）

Nil

通過賦值nil，你可以將一個可選類型設置為無值狀態：

var serverResponseCode：Int？ = 404
// serverResponseCode包含一個具體的Int值，即404
serverResponseCode = nil
// serverResponseCode現在不包含任何值

NOTE: nil不能和非可選類型的常量和變量一起使用。 如果你的代碼中的常量或變量在某些情況下需要以沒有值的狀態運行，那你應該始終將其聲明為可選類型。

如果你定義了一個可選類型的變量， 但是不設置默認值，那么該變量的值將自動設置為nil：

var surveyAnswer：String？
// surveyAnswer自動設置為nil

NOTE: Swift中的nil不同于OC中的nil。 在OC中，nil 是一個指向不存在的對象的指針。 在Swift中，nil不是指針, 它是一個不存在值的特定類型的。 任何數據類型的可選類型都可以設置為 nil，而不僅僅是對象類型。

If語句和強制解包

你可以通過使用if語句比較可選類型和nil，進而確定這個可選類型是否包含具體的值。你可以使用等于 運算符== 或 不等于 運算符!=執行比較。

如果一個可選類型有一個值，即它被認為是“不等于”nil：

if convertedNumber != nil {
    print（“convertedNumber包含一些整數值”）
}
//打印結果：“convertedNumber包含一些整數值”。

一旦你確定可選類型確實有值，你可以通過在可選類型名稱的末尾添加感嘆號（!）來訪問其包含的值。這個感嘆號如同在宣稱：“ 我知道這個可選類型肯定有值，請使用它。” 這被稱為可選類型的強制解包：

if convertedNumber != nil {
    print（“convertedNumber的值為\(convertedNumber!)”）
}
// 打印結果： “convertedNumber的值為123”

關于if語句的更多信息，請參閱控制流(Control Flow)。

NOTE:
使用 (!) 時，訪問不存在值的可選類型會觸發運行錯誤, 所以在使用(!) 強制解包前, 要始終確保可選類型包含了非空的值。

可選綁定

你可以使用可選綁定來確定可選類型是否包含值，如果這樣做，你必須把這個綁定的值用作臨時常量或變量。可選綁定可以與if-while 語句一起使用，以檢查可選類型中的值，并作為這個操作的一部分將該值提取為常量或變量。if-while語句在控制流(Control Flow)中有更詳細的描述。

為if語句編寫可選綁定如下所示：

  if let constantName = someOptional {
    //statements
}

你可以使用可選綁定重寫 Optionals 部分的possibleNumber示例，而不是使用強制解包：

if let actualNumber = Int（possibleNumber）{
     print（"\"\（possibleNumber）\"的整數值為\（actualNumber）"）
} else {
     print（"\"\（possibleNumber）\"無法轉換為Int類型"）
}
// 打印結果： ”123“的整數值為123“

這段代碼可以這樣理解：
“如果Int(possibleNumber)方法返回的可選Int包含一個值，創建一個名為actualNumber的新常量并設置其值為可選類型包含的值。”

如果轉換成功，則常量actualNumber可用于if語句的第一個分支中。它已經通過可選類型中的值初始化了，所以沒有必要使用！后綴訪問其值。在這個例子中，actualNumber只簡單地用于打印轉換后的結果。

你可以同時將常量和變量與可選綁定一起使用。如果要在if語句的第一個分支中操作actualNumber的值，你可以編寫if var actualNumber來替代原來的寫法，并且可選類型中包含的值將作為變量而不是常量使用。

你可以在單個if語句中按你的需求包含多個可選綁定和Boolean條件，并以逗號分隔。如果可選綁定中的任何值為nil或任何Boolean條件為false，則整個if語句的條件被認為是false。以下第二段if代碼和第一段是等效的：

if let firstNumber = Int("4"), let secondNumber = Int("42"),
       firstNumber < secondNumber && secondNumber < 100 {
    print("\(firstNumber) < \(secondNumber) < 100")
}
// 打印結果： "4 < 42 < 100"
 
if let firstNumber = Int("4") {
    if let secondNumber = Int("42") {
        if firstNumber < secondNumber && secondNumber < 100 {
            print("\(firstNumber) < \(secondNumber) < 100")
        }
    }
}
// 打印結果： "4 < 42 < 100”

NOTE:
在if語句中使用可選綁定創建的常量和變量僅在if語句的主體內可用。
相比之下，使用guard語句創建的常量和變量可以在guard語句后面
的代碼中使用，如(Early Exit)所述。

隱式解包可選類型

如上所述，使用可選類型意味著允許常量或變量可以“無值”。使用if語句可以查看可選類型的值是否存在，并且可以使用可選綁定解包以訪問存在的可選類型值。

在設置了初始值后，有時從程序的結構中可以清楚地看到，可選類型將始終有值。在這種情況下，每次訪問可選類型的值時沒有必要進行檢查和解包，因為我們可以安全地假定任何情況下它都是有值的。

這種可選類型被定義為隱式解包可選類型。通過在想要設置為可選類型的參數后添加一個感嘆號(String!)，而不是一個問號(String?)，你就可以得到一個隱式解包的可選類型。(譯者注: 即隱式解包即常說的 強制解包)

當可選類型在初始化后確認其值肯定存在，并且可以肯定地假設存在于之后的任何時刻，那么隱式解包可選類型將提供很大的幫助。在Swift中使用隱式解包可選類型主要是在初始化類的時候，如Unowned References and Implicitly Unwrapped Optional Properties 所述。

隱式解包可選類型是一個常規選擇，但也可以像非可選類型一樣使用，無需在每次訪問時進行解包。 以下示例展示了當訪問可選String類型與隱式解包可選String類型的一個具體String值時， 兩者的差異：

let possibleString: String? = "An optional string."
let forcedString: String = possibleString! // 要求加上!來解包
 
let assumedString: String! = "An implicitly unwrapped optional string."
let implicitString: String = assumedString // 不需要加上!也可以解包

你可以將 隱式解包可選類型 看作是給予一個可選類型的權利，在任何它被使用的時候它都能自動解包。 比起在每次使用可選類型時加上一個感嘆號時，你只需要在聲明它時在其后添加一個感嘆號。

NOTE:
如果一個隱式解包可選類型的值為nil，當你嘗試訪問其值時則會觸發
運行時錯誤。 其原因與給一個值為空的常規可選類型添加感嘆號的情形完全相同。

你仍然可以將隱式解包可選類型視為常規的可選類型，以檢查它是否包含一個值：

if assumedString != nil {
    print(assumedString)
}
// 打印結果： "An implicitly unwrapped optional string.”

你還可以使用隱式解包可選類型與可選綁定，在單個語句中檢查和解包其值：

if let definiteString = assumedString {
    print(definiteString)
}
// 打印結果： "An implicitly unwrapped optional string.”

NOTE:
當一個變量在以后有可能為nil時，不要使用隱式解包可選類型。在變
量的生命周期內如果需要檢查它是否為nil，請始終使用常規的可選類型。

錯誤處理

你可以使用錯誤處理來應對你的程序在執行過程中可能遇到的錯誤。

與可選類型相反，錯誤處理可以通過值的存在或不存在來表示一個function的成功或失敗，允許你確定error的根本原因，如有必要，它還能將error傳送到程序的另一部分。

當方法遇到錯誤條件時，會拋出一個error。 該方法的調用者可以捕獲錯誤并作出適當的響應。

func canThrowAnError() throws {
     //這個函數可能會拋出一個錯誤
}

一個函數通過在其聲明中包含throws關鍵字來說明它可以拋出異常。 當你調用一個可以拋出異常的函數時，你可以在表達式中添加 try 關鍵字。

Swift會自動將錯誤傳送到當前作用域之外，直到被catch語句處理。

do {
    try canThrowAnError()
    // no error was thrown
} catch {
    // an error was thrown
}

do語句創建一個新的包含范圍，它允許將錯誤傳送到一個或多個catch子句。
以下是一個示例，說明如何使用錯誤處理來響應不同的錯誤條件：

func makeASandwich() throws {
    // ...
}
 
do {
    try makeASandwich()
    eatASandwich()
} catch SandwichError.outOfCleanDishes {
    washDishes()
} catch SandwichError.missingIngredients(let ingredients) {
    buyGroceries(ingredients)
}

在此示例中，如果沒有干凈的碗碟或 缺少食材 ，那么makeASandwich()方法就會拋出error。我們將該函數的調用包裝在try表達式中。 通過do語句中包裝并調用函數，拋出的所有錯誤將被傳送到catch語句進行處理。

如果沒有錯誤發生，那么eatASandwich()方法就會被調用。 如果拋出一個錯誤并且匹配到SandwichError.outOfCleanDishes，那么washDishes()函數將會被調用。 如果拋出的錯誤匹配到SandwichError.missingIngredients，則會調用buyGroceries(_ :)方法，并把catch捕獲的關聯值(String類型）傳給它。

錯誤處理的章節對拋出，捕獲和傳送錯誤進行了更詳細的描述。

斷言Assertions和先決條件Preconditions

斷言和先決條件是會在運行時進行的檢查手段。在執行任何其他代碼之前，你可以使用它們來確保基本條件已經滿足。如果斷言或前提條件中的布爾條件為true，則代碼照常執行。如果條件為false，那么程序當前處于無效狀態；代碼會結束執行，你的應用程序也會被終止。

寫代碼時，使用斷言和先決條件你可以表達出你需要的期望條件，因此你可以將它們作為代碼的一部分。在開發過程中，斷言可幫助你發現錯誤和不正確的假設條件，先決條件可幫助你檢測發布后的問題。除了在運行時驗證你的期望條件外，斷言和先決條件也是代碼中一種有效的文檔形式。與先前在錯誤處理中討論的錯誤條件不同，斷言和先決條件不用于可恢復的或期望的錯誤，因為失敗的斷言或先決條件表示無效的程序狀態，所以無法捕獲失敗的斷言。

使用斷言和先決條件并不意味著在你的代碼中無效條件就一定不會出現。 然而，使用它們來強制執行有效的數據，會使你的應用程序在錯誤發生并被強制終止時，更具備可監測性，而且有助于調試。 一旦檢測到無效狀態，停止執行也有助于將其引起的損壞最小化。

斷言和先決條件之間的區別在于被執行的時間點有所不同：斷言僅在調試版本中執行，但在調試和發布版本中先決條件都會被執行。 在發布版本中，斷言內的條件不再被執行。 這意味著你可以在開發過程中使用盡可能多地使用斷言，因為這并不會影響發布版本的性能。

用斷言進行調試

通過從Swift標準庫調用assert(_:_:file：line:)方法，你寫下一個斷言。 你將一段文字和一個結果為true或false的表達式賦值給這個方法，如果表達式的結果為false，則顯示這段文字。 例如：

let age = -3
assert(age >= 0, "A person's age can't be less than zero.")
// This assertion fails because -3 is not >= 0.

在這個例子中，如果age> = 0的值為true，那么代碼繼續執行，即age為正值。 如果age為負值，如上面的代碼所示，age> = 0為false，斷言失敗，終止應用程序。

你可以省略斷言發布的文字——例如當它只是一個單調的重復條件。

assert(age >= 0)

如果代碼已經檢查了條件，則使用assertionFailure(_:file:line:)方法來標明斷言失敗了。 例如：

if age > 10 {
    print("You can ride the roller-coaster or the ferris wheel.")
} else if age > 0 {
    print("You can ride the ferris wheel.")
} else {
    assertionFailure("A person's age can't be less than zero.")
}

執行先決條件

當條件有可能為false的時候使用先決條件，但是必須確保你的代碼會繼續執行。 例如，你可以使用先決條件來判斷下標是否越界，或者檢查方法是否接收到一個有效的值。

通過調用precondition(_:_:file:line:)方法你可以編寫先決條件。 你需要給此方法賦值一個表達式，其計算結果為true或false，如果條件的結果為false，則顯示一段文字（也是由你賦值）。 例如：

// In the implementation of a subscript...
precondition(index > 0, "Index must be greater than zero.")

你還可以調用preconditionFailure(_:file:line:)方法來標明錯誤的出現。例如，如果所有輸入的有效數據都應該被switch的case語句執行， 但程序執行了switch結構中的default語句。

NOTE: 如果在-Ounchecked模式下進行編譯，則不執行先決條件。 編譯器假設先決條件始終為真，并優化你的相應的代碼。 但是無論如何設置，fatalError(_:file:line:)方法總是不執行。

在早期開發中你可以使用fatalError(_:file:line:)方法給你還未實現的功能創建存根，例如，使用fatalError("Unimplemented")方法作為方法的實現。 與斷言或前提條件不同，因為致命錯誤從未被優化，你可以確保程序在執行如果遇到存根實現一定會終止。