Swift 下标(Subscripts)全解析：从基础到高级应用

Swift 下标(Subscripts)全解析：从基础到高级应用

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什么是下标？

下标是 Swift 中一种特殊的成员访问方式，它允许我们通过方括号语法[]来访问集合、列表或序列中的元素。就像我们使用array[0]访问数组第一个元素，或者dictionary["key"]访问字典值一样简单直观。

下标的基本语法

下标定义使用subscript关键字，语法介于计算属性和方法之间：

subscript(index: Int) -> Int {
    get {
        // 返回值
    }
    set(newValue) {
        // 设置值
    }
}

对于只读下标，可以简写为：

subscript(index: Int) -> Int {
    // 直接返回值
}

实际应用示例

1. 乘法表实现

struct TimesTable {
    let multiplier: Int
    subscript(index: Int) -> Int {
        return multiplier * index
    }
}

let threeTimesTable = TimesTable(multiplier: 3)
print(threeTimesTable[6])  // 输出 18

这个例子展示了如何通过下标快速获取乘法表结果，threeTimesTable[6]相当于3 × 6。

2. 字典下标

Swift 字典本身就使用了下标：

var legs = ["spider": 8, "ant": 6]
legs["bird"] = 2  // 使用下标添加新元素

字典下标返回的是可选类型，因为键可能不存在。

高级下标特性

1. 多维下标

下标不仅限于一维，我们可以定义多维下标：

struct Matrix {
    let rows: Int, columns: Int
    var grid: [Double]
    
    subscript(row: Int, column: Int) -> Double {
        get {
            // 返回矩阵元素
        }
        set {
            // 设置矩阵元素
        }
    }
}

var matrix = Matrix(rows: 2, columns: 2)
matrix[0, 1] = 1.5  // 设置第一行第二列的值

2. 下标重载

一个类型可以定义多个下标，根据参数类型不同自动选择：

struct Overloaded {
    subscript(index: Int) -> Int { ... }
    subscript(key: String) -> String { ... }
}

3. 类型下标

静态下标可以直接在类型上调用：

enum Planet: Int {
    case mercury = 1, venus, earth
    
    static subscript(n: Int) -> Planet {
        return Planet(rawValue: n)!
    }
}

let earth = Planet[3]  // 返回.earth

下标的最佳实践

1. 安全性检查：像矩阵例子中那样，添加范围检查
2. 适当命名参数：使下标意图明确
3. 考虑性能：频繁调用的下标应保持高效
4. 保持一致性：类似类型的下标行为应该一致

常见问题解答

Q：下标和方法有什么区别？ A：下标提供更简洁的语法来访问集合元素，而方法更通用。

Q：下标可以有默认参数吗？ A：可以，和函数一样支持默认参数。

Q：下标能抛出错误吗？ A：不能直接抛出错误，但可以通过返回可选类型或使用断言来处理错误情况。

通过掌握下标的各种用法，你可以为自定义类型提供更自然、更Swifty的接口，让代码更加清晰易读。

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