表達式

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2023-12-01

Swift 中存在四種表達式：前綴（prefix）表達式，二元（binary）表達式，主要（primary）表達式和後綴（postfix）表達式。表達式可以回傳一個值，以及執行某些邏輯（causes a side effect）。

前綴表達式和二元表達式就是對某些表達式使用各種運算子（operators）。主要表達式是最短小的表達式，它提供了獲取（變數的）值的一種途徑。後綴表達式則允許你建立複雜的表達式，例如配合函式呼叫和成員存取。每種表達式都在下面有詳細論述～

表達式語法
表達式 → 前綴表達式 二元表達式列表 可選
表達式列表 → 表達式 | 表達式 , 表達式列表

前綴表達式（Prefix Expressions）

前綴表達式由前綴符號和表達式組成。（這個前綴符號只能接收一個參數）

Swift 標準函式庫支援如下的前綴運算子：

++ 累加1 （increment）
-- 累減1 （decrement）
! 邏輯否（Logical NOT ）
~ 按位否（Bitwise NOT ）
+ 加（Unary plus）
- 減（Unary minus）

對於這些運算子的使用，請參見： Basic Operators and Advanced Operators

作為對上面標準函式庫運算子的補充，你也可以對某個函式的參數使用 '&'運算子。更多資訊，請參見： "In-Out parameters".

前綴表達式語法
前綴表達式 → 前綴運算子 可選 後綴表達式
前綴表達式 → 寫入寫出(in-out)表達式
寫入寫出(in-out)表達式 → & 識別符號

二元表達式（Binary Expressions）

二元表達式由 "左邊參數" + "二元運算子" + "右邊參數" 組成, 它有如下的形式：

left-hand argument operator right-hand argument

Swift 標準函式庫提供了如下的二元運算子：

求冪相關（無結合，優先級160）
- << 按位左移（Bitwise left shift）
- 按位右移（Bitwise right shift）
乘除法相關（左結合，優先級150）
- * 乘
- / 除
- % 取餘
- &* 乘法，忽略溢出（ Multiply, ignoring overflow）
- &/ 除法，忽略溢出（Divide, ignoring overflow）
- &% 取餘, 忽略溢出（ Remainder, ignoring overflow）
- & 位與（ Bitwise AND）
加減法相關（左結合, 優先級140）
- + 加
- - 減
- &+ Add with overflow
- &- Subtract with overflow
- | 按位或（Bitwise OR ）
- ^ 按位異或（Bitwise XOR）
Range （無結合,優先級 135）
- .. 半閉值域 Half-closed range
- ... 全閉值域 Closed range
型別轉換（無結合,優先級 132）
- is 型別檢查（ type check）
- as 型別轉換（ type cast）
Comparative （無結合,優先級 130）
- < 小於
- <= 小於等於
- 大於
- = 大於等於
- == 等於
- != 不等
- === 恆等於
- !== 不恆等
- ~= 模式匹配（ Pattern match）
合取（ Conjunctive）（左結合,優先級 120）
- && 邏輯且（Logical AND）
析取（Disjunctive）（左結合,優先級 110）
- || 邏輯或（ Logical OR）
三元條件（Ternary Conditional ）（右結合,優先級 100）
- ?: 三元條件 Ternary conditional
賦值（Assignment）（右結合, 優先級 90）
- = 賦值（Assign）
- *= Multiply and assign
- /= Divide and assign
- %= Remainder and assign
- += Add and assign
- -= Subtract and assign
- <<= Left bit shift and assign
- = Right bit shift and assign
- &= Bitwise AND and assign
- ^= Bitwise XOR and assign
- |= Bitwise OR and assign
- &&= Logical AND and assign
- ||= Logical OR and assign

關於這些運算子（operators）的更多資訊，請參見：Basic Operators and Advanced Operators.

注意
在解析時, 一個二元表達式表示為一個一級陣列（a flat list）, 這個陣列（List）根據運算子的先後順序，被轉換成了一個tree. 例如： 2 + 3 5 首先被認為是： 2, + , 3, , 5. 隨後它被轉換成 tree （2 + （3 * 5））

二元表達式語法
二元表達式 → 二元運算子 前綴表達式
二元表達式 → 賦值運算子 前綴表達式
二元表達式 → 條件運算子 前綴表達式
二元表達式 → 型別轉換運算子
二元表達式列表 → 二元表達式 二元表達式列表 可選

賦值表達式（Assignment Operator）

The assigment operator sets a new value for a given expression. It has the following form: 賦值表達式會對某個給定的表達式賦值。它有如下的形式；

expression = value

就是把右邊的 value 賦值給左邊的 expression. 如果左邊的expression 需要接收多個參數（是一個tuple ），那麼右邊必須也是一個具有同樣數量參數的tuple. （允許嵌套的tuple）

(a, _, (b, c)) = ("test", 9.45, (12, 3))
// a is "test", b is 12, c is 3, and 9.45 is ignored

賦值運算子不回傳任何值。

賦值運算子語法
賦值運算子 → =

三元條件運算子（Ternary Conditional Operator）

三元條件運算子是根據條件來獲取值。形式如下：

condition ? expression used if true : expression used if false

如果 condition 是true, 那麼回傳第一個表達式的值（此時不會呼叫第二個表達式），否則回傳第二個表達式的值（此時不會呼叫第一個表達式）。

想看三元條件運算子的範例，請參見： Ternary Conditional Operator.

三元條件運算子語法
三元條件運算子 → ? 表達式 :

型別轉換運算子（Type-Casting Operators）

有兩種型別轉換運算子： as 和 is. 它們有如下的形式：

expression as type
expression as? type
expression is type

as 運算子會把目標表達式轉換成指定的型別（specified type），過程如下：

如果型別轉換成功，那麼目標表達式就會回傳指定型別的實例（instance）. 例如：把子類別（subclass）變成父類別（superclass）時.
如果轉換失敗，則會拋出編譯錯誤（ compile-time error）。
如果上述兩個情況都不是（也就是說，編譯器在編譯時期無法確定轉換能否成功，）那麼目標表達式就會變成指定的型別的optional. （is an optional of the specified type ）然後在執行時，如果轉換成功，目標表達式就會作為 optional的一部分來回傳，否則，目標表達式回傳nil. 對應的範例是：把一個 superclass 轉換成一個 subclass.

class SomeSuperType {}
class SomeType: SomeSuperType {}
class SomeChildType: SomeType {}
let s = SomeType()

let x = s as SomeSuperType  // known to succeed; type is SomeSuperType
let y = s as Int            // known to fail; compile-time error
let z = s as SomeChildType  // might fail at runtime; type is SomeChildType?

使用'as'做型別轉換跟正常的型別宣告，對於編譯器來說是一樣的。例如：

let y1 = x as SomeType  // Type information from 'as'
let y2: SomeType = x    // Type information from an annotation

'is' 運算子在“執行時（runtime）”會做檢查。成功會回傳true, 否則 false

The check must not be known to be true or false at compile time. The following are invalid: 上述檢查在“編譯時（compile time）”不能使用。例如下面的使用是錯誤的：

"hello" is String
"hello" is Int

關於型別轉換的更多內容和範例，請參見： Type Casting.

型別轉換運算子(type-casting-operator)語法
型別轉換運算子 → is 型別 | as ? 可選型別

主表達式（Primary Expressions）

主表達式是最基本的表達式。它們可以跟前綴表達式，二元表達式，後綴表達式以及其他主要表達式組合使用。

主表達式語法
主表達式 → 識別符號 泛型參數子句 可選
主表達式 → 字面量表達式
主表達式 → self表達式
主表達式 → 超類別表達式
主表達式 → 閉包表達式
主表達式 → 圓括號表達式
主表達式 → 隱式成員表達式
主表達式 → 通配符表達式

字元型表達式（Literal Expression）

由這些內容組成：普通的字元（string, number） , 一個字元的字典或者陣列，或者下面列表中的特殊字元。

字元（Literal）	型別（Type）	值（Value）
_FILE_	String	所在的文件名
_LINE_	Int	所在的行數
_COLUMN_	Int	所在的列數
_FUNCTION_	String	所在的function 的名字

在某個函式（function）中，__FUNCTION__ 會回傳當前函式的名字。在某個方法（method）中，它會回傳當前方法的名字。在某個property 的getter/setter中會回傳這個屬性的名字。在init/subscript中只有的特殊成員（member）中會回傳這個keyword的名字，在某個文件的頂端（the top level of a file），它回傳的是當前module的名字。

一個array literal，是一個有序的值的集合。它的形式是：

[value 1, value 2, ...]

陣列中的最後一個表達式可以緊跟一個逗號（','）. []表示空陣列。 array literal的type是 T[], 這個T就是陣列中元素的type. 如果該陣列中有多種type, T則是跟這些type的公共supertype最接近的type.（closest common supertype）

一個dictionary literal 是一個包含無序的鍵值對（key-value pairs）的集合，它的形式是:

[key 1: value 1, key 2: value 2, ...]

dictionary 的最後一個表達式可以是一個逗號（','）. [:] 表示一個空的dictionary. 它的type是 Dictionary （這裡KeyType表示 key的type, ValueType表示 value的type）如果這個dictionary 中包含多種 types, 那麼KeyType, Value 則對應著它們的公共supertype最接近的type（ closest common supertype）.

字面量表達式語法
字面量表達式 → 字面量
字面量表達式 → 陣列字面量 | 字典字面量
字面量表達式 → __FILE__ | __LINE__ | __COLUMN__ | __FUNCTION__
陣列字面量 → [ 陣列字面量項列表 可選 ]
陣列字面量項列表 → 陣列字面量項 , 可選 | 陣列字面量項 , 陣列字面量項列表
陣列字面量項 → 表達式
字典字面量 → [ 字典字面量項列表 ] | [ : ]
字典字面量項列表 → 字典字面量項 , 可選 | 字典字面量項 , 字典字面量項列表
字典字面量項 → 表達式 : 表達式

self表達式（Self Expression）

self表達式是對當前type 或者當前instance的參考。它的形式如下：

self
self.member name
self[subscript index]
self（initializer arguments）
self.init（initializer arguments）

如果在 initializer, subscript, instance method中，self等同於當前type的instance. 在一個靜態方法（static method）, 類別方法（class method）中， self等同於當前的type.

當存取 member（成員變數時）， self 用來區分重名變數（例如函式的參數）. 例如，（下面的 self.greeting 指的是 var greeting: String, 而不是 init（greeting: String））

class SomeClass {
    var greeting: String
    init（greeting: String） {
        self.greeting = greeting
    }
}

在mutating 方法中，你可以使用self 對該instance進行賦值。

struct Point {
    var x = 0.0, y = 0.0
    mutating func moveByX（deltaX: Double, y deltaY: Double） {
        self = Point（x: x + deltaX, y: y + deltaY）
    }
}

Self 表達式語法
self表達式 → self
self表達式 → self . 識別符號
self表達式 → self [ 表達式 ]
self表達式 → self . init

超類別表達式（Superclass Expression）

超類別表達式可以使我們在某個class中存取它的超類別. 它有如下形式：

super.member name
super[subscript index]
super.init（initializer arguments）

形式1 用來存取超類別的某個成員（member）. 形式2 用來存取該超類別的 subscript 實作。形式3 用來存取該超類別的 initializer.

子類別（subclass）可以通過超類別（superclass）表達式在它們的 member, subscripting 和 initializers 中來利用它們超類別中的某些實作（既有的方法或者邏輯）。

超類別(superclass)表達式語法
超類別表達式 → 超類別方法表達式 | 超類別下標表達式 | 超類別建構器表達式
超類別方法表達式 → super . 識別符號
超類別下標表達式 → super [ 表達式 ]
超類別建構器表達式 → super . init

閉包表達式（Closure Expression）

閉包（closure）表達式可以建立一個閉包（在其他語言中也叫 lambda, 或者匿名函式（anonymous function））. 跟函式（function）的宣告一樣，閉包（closure）包含了可執行的程式碼（跟方法主體（statement）類似）以及接收（capture）的參數。它的形式如下：

{ （parameters） -> return type in
    statements
}

閉包的參數宣告形式跟方法中的宣告一樣, 請參見：Function Declaration.

閉包還有幾種特殊的形式, 讓使用更加簡潔：

閉包可以省略它的參數的type 和回傳值的type. 如果省略了參數和參數型別，就也要省略 'in'關鍵字。如果被省略的type 無法被編譯器獲知（inferred），那麼就會拋出編譯錯誤。
閉包可以省略參數，轉而在方法體（statement）中使用 $0, $1, $2 來參考出現的第一個，第二個，第三個參數。
如果閉包中只包含了一個表達式，那麼該表達式就會自動成為該閉包的回傳值。在執行 'type inference '時，該表達式也會回傳。

下面幾個閉包表達式是等價的：

myFunction {
    （x: Int, y: Int） -> Int in
    return x + y
}

myFunction {
    （x, y） in
    return x + y
}

myFunction { return $0 + $1 }

myFunction { $0 + $1 }

關於向閉包中傳遞參數的內容，參見： Function Call Expression.

閉包表達式可以通過一個參數列表（capture list）來顯式指定它需要的參數。參數列表由中括號 [] 括起來，裡面的參數由逗號','分隔。一旦使用了參數列表，就必須使用'in'關鍵字（在任何情況下都得這樣做，包括忽略參數的名字，type, 回傳值時等等）。

在閉包的參數列表（ capture list）中，參數可以宣告為 'weak' 或者 'unowned' .

myFunction { print（self.title） }                    // strong capture
myFunction { [weak self] in print（self!.title） }    // weak capture
myFunction { [unowned self] in print（self.title） }  // unowned capture

在參數列表中，也可以使用任意表達式來賦值. 該表達式會在閉包被執行時賦值，然後按照不同的力度來獲取（這句話請慎重理解）。（captured with the specified strength. ）例如：

// Weak capture of "self.parent" as "parent"
myFunction { [weak parent = self.parent] in print（parent!.title） }

關於閉包表達式的更多資訊和範例，請參見： Closure Expressions.

閉包表達式語法
閉包表達式 → { 閉包簽名(Signational) 可選 多條語句(Statements) }
閉包簽名(Signational) → 參數子句 函式結果 可選 in
閉包簽名(Signational) → 識別符號列表 函式結果 可選 in
閉包簽名(Signational) → 捕獲(Capature)列表 參數子句 函式結果 可選 in
閉包簽名(Signational) → 捕獲(Capature)列表 識別符號列表 函式結果 可選 in
閉包簽名(Signational) → 捕獲(Capature)列表 in
捕獲(Capature)列表 → [ 捕獲(Capature)說明符 表達式 ]
捕獲(Capature)說明符 → weak | unowned | unowned(safe) | unowned(unsafe)

隱式成員表達式（Implicit Member Expression）

在可以判斷出型別（type）的上下文（context）中，隱式成員表達式是存取某個type的member（例如 class method, enumeration case）的簡潔方法。它的形式是：

.member name

範例：

var x = MyEnumeration.SomeValue
x = .AnotherValue

隱式成員表達式語法
隱式成員表達式 → . 識別符號

圓括號表達式（Parenthesized Expression）

圓括號表達式由多個子表達式和逗號','組成。每個子表達式前面可以有 identifier x: 這樣的可選前綴。形式如下：

（identifier 1: expression 1, identifier 2: expression 2, ...）

圓括號表達式用來建立tuples ，然後把它做為參數傳遞給 function. 如果某個圓括號表達式中只有一個子表達式，那麼它的type就是子表達式的type。例如：（1）的 type是Int, 而不是（Int）

圓括號表達式(Parenthesized Expression)語法
圓括號表達式 → ( 表達式元素列表 可選 )
表達式元素列表 → 表達式元素 | 表達式元素 , 表達式元素列表
表達式元素 → 表達式 | 識別符號 : 表達式

通配符表達式（Wildcard Expression）

通配符表達式用來忽略傳遞進來的某個參數。例如：下面的程式碼中，10被傳遞給x, 20被忽略（譯注：好奇葩的語法。。。）

（x, _） = （10, 20）
// x is 10, 20 is ignored

通配符表達式語法
通配符表達式 → _

後綴表達式（Postfix Expressions）

後綴表達式就是在某個表達式的後面加上運算子。嚴格的講，每個主要表達式（primary expression）都是一個後綴表達式

Swift 標準函式庫提供了下列後綴表達式：

++ Increment
-- Decrement

對於這些運算子的使用，請參見： Basic Operators and Advanced Operators

後綴表達式語法
後綴表達式 → 主表達式
後綴表達式 → 後綴表達式 後綴運算子
後綴表達式 → 函式呼叫表達式
後綴表達式 → 建構器表達式
後綴表達式 → 顯示成員表達式
後綴表達式 → 後綴self表達式
後綴表達式 → 動態型別表達式
後綴表達式 → 下標表達式
後綴表達式 → 強制取值(Forced Value)表達式
後綴表達式 → 可選鏈(Optional Chaining)表達式

函式呼叫表達式（Function Call Expression）

函式呼叫表達式由函式名和參數列表組成。它的形式如下：

function name（argument value 1, argument value 2）

The function name can be any expression whose value is of a function type. （不用翻譯了, 太羅嗦）

如果該function 的宣告中指定了參數的名字，那麼在呼叫的時候也必須得寫出來. 例如：

function name（argument name 1: argument value 1, argument name 2: argument value 2）

可以在函式呼叫表達式的尾部（最後一個參數之後）加上一個閉包（closure），該閉包會被目標函式理解並執行。它具有如下兩種寫法：

// someFunction takes an integer and a closure as its arguments
someFunction（x, {$0 == 13}）
someFunction（x） {$0 == 13}

如果閉包是該函式的唯一參數，那麼圓括號可以省略。

// someFunction takes a closure as its only argument
myData.someMethod（） {$0 == 13}
myData.someMethod {$0 == 13}

函式呼叫表達式語法
函式呼叫表達式 → 後綴表達式 圓括號表達式
函式呼叫表達式 → 後綴表達式 圓括號表達式 可選 後綴閉包(Trailing Closure)
後綴閉包(Trailing Closure) → 閉包表達式

初始化函式表達式（Initializer Expression）

Initializer表達式用來給某個Type初始化。它的形式如下：

expression.init（initializer arguments）

（Initializer表達式用來給某個Type初始化。）跟函式（function）不同， initializer 不能回傳值。

var x = SomeClass.someClassFunction // ok
var y = SomeClass.init              // error

可以通過 initializer 表達式來委托呼叫（delegate to ）到superclass的initializers.

class SomeSubClass: SomeSuperClass {
    init（） {
        // subclass initialization goes here
        super.init（）
    }
}

建構器表達式語法
建構器表達式 → 後綴表達式 . init

顯式成員表達式（Explicit Member Expression）

顯示成員表達式允許我們存取type, tuple, module的成員變數。它的形式如下：

expression.member name

該member 就是某個type在宣告時候所定義（declaration or extension）的變數, 例如：

class SomeClass {
    var someProperty = 42
}
let c = SomeClass（）
let y = c.someProperty  // Member access

對於tuple, 要根據它們出現的順序（0, 1, 2...）來使用:

var t = （10, 20, 30）
t.0 = t.1
// Now t is （20, 20, 30）

The members of a module access the top-level declarations of that module. （不確定：對於某個module的member的呼叫，只能呼叫在top-level宣告中的member.）

顯式成員表達式語法
顯示成員表達式 → 後綴表達式 . 十進制數字
顯示成員表達式 → 後綴表達式 . 識別符號 泛型參數子句 可選

後綴self表達式（Postfix Self Expression）

後綴表達式由某個表達式 + '.self' 組成. 形式如下：

expression.self
type.self

形式1 表示會回傳 expression 的值。例如： x.self 回傳 x

形式2：回傳對應的type。我們可以用它來動態的獲取某個instance的type。

後綴Self 表達式語法
後綴self表達式 → 後綴表達式 . self

dynamic表達式（Dynamic Type Expression）

（因為dynamicType是一個獨有的方法，所以這裡保留了英文單詞，未作翻譯, --- 類似與self expression）

dynamicType 表達式由某個表達式 + '.dynamicType' 組成。

expression.dynamicType

上面的形式中， expression 不能是某type的名字（當然了，如果我都知道它的名字了還需要動態來獲取它嗎）。動態型別表達式會回傳"執行時"某個instance的type, 具體請看下面的列子：

class SomeBaseClass {
    class func printClassName（） {
        println（"SomeBaseClass"）
    }
}
class SomeSubClass: SomeBaseClass {
    override class func printClassName（） {
        println（"SomeSubClass"）
    }
}
let someInstance: SomeBaseClass = SomeSubClass（）

// someInstance is of type SomeBaseClass at compile time, but
// someInstance is of type SomeSubClass at runtime
someInstance.dynamicType.printClassName（）
// prints "SomeSubClass"

動態型別表達式語法
動態型別表達式 → 後綴表達式 . dynamicType

下標腳本表達式（Subscript Expression）

下標腳本表達式提供了通過下標腳本存取getter/setter 的方法。它的形式是：

expression[index expressions]

可以通過下標腳本表達式通過getter獲取某個值，或者通過setter賦予某個值.

關於subscript的宣告，請參見： Protocol Subscript Declaration.

附屬腳本表達式語法
附屬腳本表達式 → 後綴表達式 [ 表達式列表 ]

強制取值表達式（Forced-Value Expression）

強制取值表達式用來獲取某個目標表達式的值（該目標表達式的值必須不是nil ）。它的形式如下：

expression!

如果該表達式的值不是nil, 則回傳對應的值。否則，拋出執行時錯誤（runtime error）。

強制取值(Forced Value)語法
強制取值(Forced Value)表達式 → 後綴表達式 !

可選鏈表達式（Optional-Chaining Expression）

可選鏈表達式由目標表達式 + '?' 組成，形式如下：

expression?

後綴'?' 回傳目標表達式的值，把它做為可選的參數傳遞給後續的表達式

如果某個後綴表達式包含了可選鏈表達式，那麼它的執行過程就比較特殊：首先先判斷該可選鏈表達式的值，如果是 nil, 整個後綴表達式都回傳 nil, 如果該可選鏈的值不是nil, 則正常回傳該後綴表達式的值（依次執行它的各個子表達式）。在這兩種情況下，該後綴表達式仍然是一個optional type（In either case, the value of the postfix expression is still of an optional type）

如果某個"後綴表達式"的"子表達式"中包含了"可選鏈表達式"，那麼只有最外層的表達式回傳的才是一個optional type. 例如，在下面的範例中，如果c 不是nil, 那麼 c?.property.performAction（）這句程式碼在執行時，就會先獲得c 的property方法，然後呼叫 performAction（）方法。然後對於 "c?.property.performAction（）" 這個整體，它的回傳值是一個optional type.

var c: SomeClass?
var result: Bool? = c?.property.performAction（）

如果不使用可選鏈表達式，那麼上面範例的程式碼跟下面範例等價：

if let unwrappedC = c {
    result = unwrappedC.property.performAction（）
}

可選鏈表達式語法
可選鏈表達式 → 後綴表達式 ?