Swift编程基础：运算符与控制结构实践指南

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roadmap-retos-programacion Ruta de estudio basada en ejercicios de código semanales en 2024 de la comunidad MoureDev para aprender y practicar lógica usando cualquier lenguaje de programación. 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ro/roadmap-retos-programacion

本文基于一个编程学习项目中的Swift示例文件，深入讲解Swift语言中的各类运算符和控制结构的使用方法。作为iOS和macOS开发的主要语言，Swift提供了丰富的运算符和控制流程工具，掌握这些基础知识对于任何Swift开发者都至关重要。

一、Swift运算符全面解析

运算符是编程语言中用于执行各种操作的符号或关键字。Swift提供了多种类型的运算符，每种都有其特定的用途。

1.1 算术运算符

算术运算符用于基本的数学运算：

let suma = 2 + 3        // 加法：5
let resta = 8 - 3       // 减法：5
let multiplicacion = 4 * 3  // 乘法：12
let division = 10 / 2   // 除法：5
let modulo = 5 % 2      // 取余：1

Swift的算术运算符特别之处在于它严格检查类型安全，防止不同类型间的隐式转换。

1.2 逻辑运算符

逻辑运算符用于布尔逻辑运算：

let operadorNot = !false    // 逻辑非：true
let operadorAnd = true && false  // 逻辑与：false
let operadorOr = true || false   // 逻辑或：true

Swift使用短路评估策略，即如果第一个操作数已经能确定结果，就不会评估第二个操作数。

1.3 比较运算符

比较运算符用于比较两个值：

let igual = 2 == 2       // 等于：true
let noIgual = 2 != 4     // 不等于：true
let mayor = 8 > 3        // 大于：true
let mayorIgual = 7 >= 6  // 大于等于：true
let menor = 9 < 2        // 小于：false
let menorIgual = 9 <= 16 // 小于等于：true

Swift的比较运算符可以用于大多数基本类型，甚至自定义类型（通过实现Equatable和Comparable协议）。

1.4 赋值运算符

赋值运算符用于给变量赋值：

var asignarValor = 11
asignarValor += 4  // 复合赋值：15
asignarValor -= 5  // 复合赋值：10
asignarValor *= 2  // 复合赋值：20
asignarValor /= 5  // 复合赋值：4

Swift中的赋值运算符不返回值，这避免了C语言中常见的if (x = y)错误。

1.5 身份运算符

身份运算符用于比较对象引用：

class Persona {
    var nombre: String
    init(nombre: String) { self.nombre = nombre }
}

let persona1 = Persona(nombre: "Pablo")
let persona2 = Persona(nombre: "Brais")

if persona1 === persona2 {  // 身份相同检查
    print("相同的对象引用")
} else {
    print("不同的对象引用")  // 输出这个
}

注意：===检查的是引用是否指向同一个对象，而==检查的是值是否相等（需要实现Equatable协议）。

1.6 成员运算符

成员运算符用于检查集合中是否包含特定元素：

let numeros = [1, 2, 3, 4, 5]
if numeros.contains(3) {  // 检查包含
    print("包含数字3")
}

let nombres = ["Pablo", "Juan", "Brais"]
if nombres.contains(where: { $0.count > 4 }) {  // 条件检查
    print("包含长度大于4的名字")
}

let conjunto1: Set<Int> = [1, 2, 3]
let conjunto2: Set<Int> = [2, 3]
if conjunto2.isSubset(of: conjunto1) {  // 子集检查
    print("conjunto2是conjunto1的子集")
}

1.7 位运算符

位运算符直接操作二进制位：

let resultadoAnd = 0b1010 & 0b1100  // 位与：8 (0b1000)
let resultadoOr = 0b1010 | 0b1100   // 位或：14 (0b1110)
let resultadoXor = 0b1010 ^ 0b1100  // 位异或：6 (0b0110)
let resultadoNot = ~0b1010          // 位非：-11 (符号位也会取反)
let resultadoDerecha = 0b0010 << 1  // 左移：4 (0b0100)
let resultadoIzquierda = 0b1000 >> 2 // 右移：2 (0b0010)

位运算符在底层编程、图形处理和网络协议中特别有用。

二、Swift控制结构详解

控制结构决定了程序执行的流程，Swift提供了多种控制结构来处理不同的场景。

2.1 条件控制

if语句

let numero = 20
if numero % 2 == 0 {
    print("偶数")
} else {
    print("奇数")
}

switch语句

Swift的switch比许多语言更强大：

let opcion = 2
switch opcion {
    case 1:
        print("选项1")
    case 2:
        print("选项2")  // 执行这个
    default:
        print("未知选项")
}

switch支持区间匹配、元组匹配、值绑定和where子句等高级特性。

guard语句

guard提供了一种更清晰的提前退出方式：

func validarEdad(edad: Int) {
    guard edad >= 18 else {
        print("年龄未达标")
        return
    }
    print("已成年")
}

guard特别适合在方法的开始进行参数验证。

三元条件运算符

let esPar = 10 % 2 == 0 ? true : false  // true

2.2 循环控制

for-in循环

let numeros = [1, 2, 3, 4, 5]
for numero in numeros {
    print(numero)  // 打印1到5
}

for-in可以遍历数组、字典、字符串和任何实现了Sequence协议的类型。

while循环

var contador = 0
while contador < 5 {
    print(contador)
    contador += 1  // 打印0到4
}

repeat-while循环

var contador = 0
repeat {
    print(contador)
    contador += 1  // 打印0到4
} while contador < 5

repeat-while至少执行一次循环体，类似其他语言的do-while。

2.3 错误处理

Swift使用try-catch机制处理错误：

enum ErrorPersonalizado: Error {
    case errorPersonalizado
}

func lanzarExcepcion() throws {
    throw ErrorPersonalizado.errorPersonalizado
}

do {
    try lanzarExcepcion()
    print("无错误")
} catch ErrorPersonalizado.errorPersonalizado {
    print("捕获自定义错误")  // 执行这个
} catch {
    print("捕获其他错误")
}

Swift的错误处理是显式的，方法必须声明throws才能抛出错误，调用时必须处理或继续传递。

三、综合练习解析

让我们分析项目中的一个综合练习：打印10到55之间的偶数，排除16和3的倍数。

for numero in 10...55 {
    if numero % 2 == 0 && numero != 16 && numero % 3 != 0 {
        print(numero)
    }
}

这个练习考察了：

1. 范围运算符...的使用
2. for-in循环遍历范围
3. 复合条件判断
4. 算术运算符%的使用

输出结果将是：10, 14, 20, 22, 26, 28, 32, 34, 38, 40, 44, 46, 50, 52

四、最佳实践建议

1. 运算符优先级：当表达式中有多个运算符时，记住Swift有明确的运算符优先级。不确定时使用括号明确优先级。

2. 可选值处理：Swift特有的可选值可以使用??运算符提供默认值：

   let valor: Int? = nil
   let valorFinal = valor ?? 0  // 如果valor为nil则使用0
   

3. 模式匹配：Swift的switch语句支持强大的模式匹配，可以大大简化复杂条件判断。

4. 错误处理选择：对于可能失败的操作，考虑使用try?转换为可选值或try!强制解包（仅在确定不会失败时使用）。

5. 循环性能：对于大型集合，考虑使用lazy进行惰性求值以提高性能。

通过掌握这些运算符和控制结构，你已经具备了Swift编程的基础能力。这些知识是构建更复杂iOS/macOS应用的基石，建议通过实际项目练习来巩固这些概念。

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