基本運(yùn)算符 - Basic Operators

基本運(yùn)算符

運(yùn)算符是檢查、改變、合并值的特殊符號(hào)或短語(yǔ)。例如，加號(hào)+將兩個(gè)數(shù)相加（如let i = 1 + 2）。復(fù)雜些的運(yùn)算例如邏輯與運(yùn)算符&&（如if enteredDoorCode && passedRetinaScan），或讓 i 值加1的便捷自增運(yùn)算符++i等。

Swift 支持大部分標(biāo)準(zhǔn) C 語(yǔ)言的運(yùn)算符，且改進(jìn)許多特性來(lái)減少常規(guī)編碼錯(cuò)誤。如：賦值符（=）不返回值，以防止把想要判斷相等運(yùn)算符（==）的地方寫(xiě)成賦值符導(dǎo)致的錯(cuò)誤。算術(shù)運(yùn)算符（+，-，*，/，%等）會(huì)檢測(cè)并不允許值溢出，以此來(lái)避免保存變量時(shí)由于變量大于或小于其類(lèi)型所能承載的范圍時(shí)導(dǎo)致的異常結(jié)果。當(dāng)然允許你使用 Swift 的溢出運(yùn)算符來(lái)實(shí)現(xiàn)溢出。詳情參見(jiàn)溢出運(yùn)算符。

區(qū)別于 C 語(yǔ)言，在 Swift 中你可以對(duì)浮點(diǎn)數(shù)進(jìn)行取余運(yùn)算（%），Swift 還提供了 C 語(yǔ)言沒(méi)有的表達(dá)兩數(shù)之間的值的區(qū)間運(yùn)算符（a..<b和a...b），這方便我們表達(dá)一個(gè)區(qū)間內(nèi)的數(shù)值。

本章節(jié)只描述了 Swift 中的基本運(yùn)算符，高級(jí)運(yùn)算符包含了高級(jí)運(yùn)算符，及如何自定義運(yùn)算符，及如何進(jìn)行自定義類(lèi)型的運(yùn)算符重載。

術(shù)語(yǔ)

運(yùn)算符有一元、二元和三元運(yùn)算符。

• 一元運(yùn)算符對(duì)單一操作對(duì)象操作（如-a）。一元運(yùn)算符分前置運(yùn)算符和后置運(yùn)算符，前置運(yùn)算符需緊排操作對(duì)象之前（如!b），后置運(yùn)算符需緊跟操作對(duì)象之后（如i++）。
• 二元運(yùn)算符操作兩個(gè)操作對(duì)象（如2 + 3），是中置的，因?yàn)樗鼈兂霈F(xiàn)在兩個(gè)操作對(duì)象之間。
• 三元運(yùn)算符操作三個(gè)操作對(duì)象，和 C 語(yǔ)言一樣，Swift 只有一個(gè)三元運(yùn)算符，就是三目運(yùn)算符（a ? b : c）。

受運(yùn)算符影響的值叫操作數(shù)，在表達(dá)式1 + 2中，加號(hào)+是二元運(yùn)算符，它的兩個(gè)操作數(shù)是值1和2。

賦值運(yùn)算符

賦值運(yùn)算（a = b），表示用b的值來(lái)初始化或更新a的值：

    let b = 10
    var a = 5
    a = b
    // a 現(xiàn)在等于 10

如果賦值的右邊是一個(gè)多元組，它的元素可以馬上被分解多個(gè)常量或變量：

    let (x, y) = (1, 2)
    // 現(xiàn)在 x 等于 1, y 等于 2

與 C 語(yǔ)言和 Objective-C 不同，Swift 的賦值操作并不返回任何值。所以以下代碼是錯(cuò)誤的：

    if x = y {
        // 此句錯(cuò)誤, 因?yàn)?x = y 并不返回任何值
    }

這個(gè)特性使你無(wú)法把（==）錯(cuò)寫(xiě)成（=），由于if x = y是錯(cuò)誤代碼，Swift幫你避免此類(lèi)錯(cuò)誤的的發(fā)生。

算術(shù)運(yùn)算符

Swift 中所有數(shù)值類(lèi)型都支持了基本的四則算術(shù)運(yùn)算：

• 加法（+）
• 減法（-）
• 乘法（*）
• 除法（/）

    1 + 2       // 等于 3
    5 - 3       // 等于 2
    2 * 3       // 等于 6 
    10.0 / 2.5  // 等于 4.0

與 C 語(yǔ)言和 Objective-C 不同的是，Swift 默認(rèn)情況下不允許在數(shù)值運(yùn)算中出現(xiàn)溢出情況。但是你可以使用 Swift 的溢出運(yùn)算符來(lái)實(shí)現(xiàn)溢出運(yùn)算（如a &+ b）。詳情參見(jiàn)溢出運(yùn)算符。

加法運(yùn)算符也可用于String的拼接：

    "hello, " + "world"  // 等于 "hello, world"

兩個(gè)Character值或一個(gè)String和一個(gè)Character值，相加會(huì)生成一個(gè)新的String值：

let dog: Character = "d"
let cow: Character = "c"
let dogCow = dog + cow
// 譯者注: 原來(lái)的引號(hào)內(nèi)是很可愛(ài)的小狗和小牛, 但win os下不支持表情字符, 所以改成了普通字符
// dogCow 現(xiàn)在是 "dc"

詳情參見(jiàn)字符，字符串的拼接。

求余運(yùn)算符

求余運(yùn)算（a % b）是計(jì)算b的多少倍剛剛好可以容入a，返回多出來(lái)的那部分（余數(shù)）。

注意：
求余運(yùn)算（%）在其他語(yǔ)言也叫取模運(yùn)算。然而嚴(yán)格說(shuō)來(lái)，我們看該運(yùn)算符對(duì)負(fù)數(shù)的操作結(jié)果，"求余"比"取模"更合適些。

我們來(lái)談?wù)勅∮嗍窃趺椿厥?，?jì)算9 % 4，你先計(jì)算出4的多少倍會(huì)剛好可以容入9中：

2倍，非常好，那余數(shù)是1（用橙色標(biāo)出）

在 Swift 中可以表達(dá)為：

    9 % 4    // 等于 1

為了得到a % b的結(jié)果，%計(jì)算了以下等式，并輸出余數(shù)作為結(jié)果：

a = (b × 倍數(shù)) + 余數(shù)

當(dāng)倍數(shù)取最大值的時(shí)候，就會(huì)剛好可以容入a中。

把9和4代入等式中，我們得1：

9 = (4 × 2) + 1

同樣的方法，我來(lái)們計(jì)算 -9 % 4：

    -9 % 4   // 等于 -1

把-9和4代入等式，-2是取到的最大整數(shù)：

-9 = (4 × -2) + -1

余數(shù)是-1。

在對(duì)負(fù)數(shù)b求余時(shí)，b的符號(hào)會(huì)被忽略。這意味著 a % b 和 a % -b的結(jié)果是相同的。

浮點(diǎn)數(shù)求余計(jì)算

不同于 C 語(yǔ)言和 Objective-C，Swift 中是可以對(duì)浮點(diǎn)數(shù)進(jìn)行求余的。

    8 % 2.5 // 等于 0.5

這個(gè)例子中，8除于2.5等于3余0.5，所以結(jié)果是一個(gè)Double值0.5。

自增和自減運(yùn)算

和 C 語(yǔ)言一樣，Swift 也提供了對(duì)變量本身加1或減1的自增（++）和自減（--）的縮略算符。其操作對(duì)象可以是整形和浮點(diǎn)型。?

    var i = 0
    ++i      // 現(xiàn)在 i = 1

每調(diào)用一次++i，i的值就會(huì)加1。實(shí)際上，++i是i = i + 1的簡(jiǎn)寫(xiě)，而--i是i = i - 1的簡(jiǎn)寫(xiě)。

++和--既可以用作前置運(yùn)算又可以用作后置運(yùn)算。++i，i++，--i和i--都是有效的寫(xiě)法。

我們需要注意的是這些運(yùn)算符即可修改了i的值也可以返回i的值。如果你只想修改i的值，那你就可以忽略這個(gè)返回值。但如果你想使用返回值，你就需要留意前置和后置操作的返回值是不同的，她們遵循以下原則：

• 當(dāng)++前置的時(shí)候，先自増?jiān)俜祷亍?/li>
• 當(dāng)++后置的時(shí)候，先返回再自增。

例如：

    var a = 0
    let b = ++a // a 和 b 現(xiàn)在都是 1
    let c = a++ // a 現(xiàn)在 2, 但 c 是 a 自增前的值 1

上述例子，let b = ++a先把a加1了再返回a的值。所以a和b都是新值1。

而let c = a++，是先返回了a的值，然后a才加1。所以c得到了a的舊值1，而a加1后變成2。

除非你需要使用i++的特性，不然推薦你使用++i和--i，因?yàn)橄刃薷暮蠓祷剡@樣的行為更符合我們的邏輯。

一元負(fù)號(hào)運(yùn)算符

數(shù)值的正負(fù)號(hào)可以使用前綴-（即一元負(fù)號(hào)）來(lái)切換：

    let three = 3
    let minusThree = -three       // minusThree 等于 -3
    let plusThree = -minusThree   // plusThree 等于 3, 或 "負(fù)負(fù)3"

一元負(fù)號(hào)（-）寫(xiě)在操作數(shù)之前，中間沒(méi)有空格。

一元正號(hào)運(yùn)算符

一元正號(hào)（+）不做任何改變地返回操作數(shù)的值。

    let minusSix = -6
    let alsoMinusSix = +minusSix  // alsoMinusSix 等于 -6

雖然一元+什么都不會(huì)改變，但當(dāng)你在使用一元負(fù)號(hào)來(lái)表達(dá)負(fù)數(shù)時(shí)，你可以使用一元正號(hào)來(lái)表達(dá)正數(shù)，如此你的代碼會(huì)具有對(duì)稱美。

復(fù)合賦值（Compound Assignment Operators）

如同強(qiáng)大的 C 語(yǔ)言，Swift 也提供把其他運(yùn)算符和賦值運(yùn)算（=）組合的復(fù)合賦值運(yùn)算符，組合加運(yùn)算（+=）是其中一個(gè)例子：

    var a = 1
    a += 2 
    // a 現(xiàn)在是 3

表達(dá)式a += 2是a = a + 2的簡(jiǎn)寫(xiě)，一個(gè)組合加運(yùn)算就是把加法運(yùn)算和賦值運(yùn)算組合成進(jìn)一個(gè)運(yùn)算符里，同時(shí)完成兩個(gè)運(yùn)算任務(wù)。

注意：
復(fù)合賦值運(yùn)算沒(méi)有返回值，let b = a += 2這類(lèi)代碼是錯(cuò)誤。這不同于上面提到的自增和自減運(yùn)算符。

在表達(dá)式章節(jié)里有復(fù)合運(yùn)算符的完整列表。?

比較運(yùn)算符

所有標(biāo)準(zhǔn) C 語(yǔ)言中的比較運(yùn)算都可以在 Swift 中使用。

• 等于（a == b）
• 不等于（a != b）
• 大于（a > b）
• 小于（a < b）
• 大于等于（a >= b）
• 小于等于（a <= b）

注意：Swift 也提供恒等===和不恒等!==這兩個(gè)比較符來(lái)判斷兩個(gè)對(duì)象是否引用同一個(gè)對(duì)象實(shí)例。更多細(xì)節(jié)在類(lèi)與結(jié)構(gòu)。

每個(gè)比較運(yùn)算都返回了一個(gè)標(biāo)識(shí)表達(dá)式是否成立的布爾值：

    1 == 1   // true, 因?yàn)?1 等于 1
    2 != 1   // true, 因?yàn)?2 不等于 1
    2 > 1    // true, 因?yàn)?2 大于 1
    1 < 2    // true, 因?yàn)?1 小于2
    1 >= 1   // true, 因?yàn)?1 大于等于 1
    2 <= 1   // false, 因?yàn)?2 并不小于等于 1

比較運(yùn)算多用于條件語(yǔ)句，如if條件：

    let name = "world"
    if name == "world" {
        println("hello, world")
    } else {
        println("I'm sorry \(name), but I don't recognize you")
    }
    // 輸出 "hello, world", 因?yàn)?`name` 就是等于 "world"

關(guān)于if語(yǔ)句，請(qǐng)看控制流。

三目運(yùn)算符(Ternary Conditional Operator)

三目運(yùn)算符的特殊在于它是有三個(gè)操作數(shù)的運(yùn)算符，它的原型是 問(wèn)題 ? 答案1 : 答案2。它簡(jiǎn)潔地表達(dá)根據(jù)問(wèn)題成立與否作出二選一的操作。如果問(wèn)題成立，返回答案1的結(jié)果; 如果不成立，返回答案2的結(jié)果。

三目運(yùn)算符是以下代碼的縮寫(xiě)形式：

    if question: {
        answer1
    } else {
        answer2
    }

這里有個(gè)計(jì)算表格行高的例子。如果有表頭，那行高應(yīng)比內(nèi)容高度要高出50像素; 如果沒(méi)有表頭，只需高出20像素。

    let contentHeight = 40
    let hasHeader = true
    let rowHeight = contentHeight + (hasHeader ? 50 : 20)
    // rowHeight 現(xiàn)在是 90

這樣寫(xiě)會(huì)比下面的代碼簡(jiǎn)潔：

    let contentHeight = 40
    let hasHeader = true
    var rowHeight = contentHeight
    if hasHeader {
        rowHeight = rowHeight + 50
    } else {
        rowHeight = rowHeight + 20
    }
    // rowHeight 現(xiàn)在是 90

第一段代碼例子使用了三目運(yùn)算，所以一行代碼就能讓我們得到正確答案。這比第二段代碼簡(jiǎn)潔得多，無(wú)需將rowHeight定義成變量，因?yàn)樗闹禑o(wú)需在if語(yǔ)句中改變。

三目運(yùn)算提供有效率且便捷的方式來(lái)表達(dá)二選一的選擇。需要注意的事，過(guò)度使用三目運(yùn)算符會(huì)使簡(jiǎn)潔的代碼變的難懂。我們應(yīng)避免在一個(gè)組合語(yǔ)句中使用多個(gè)三目運(yùn)算符。

空合運(yùn)算符(Nil Coalescing Operator)

空合運(yùn)算符(a ?? b)將對(duì)可選類(lèi)型a進(jìn)行空判斷，如果a包含一個(gè)值就進(jìn)行解封，否則就返回一個(gè)默認(rèn)值b.這個(gè)運(yùn)算符有兩個(gè)條件:

• 表達(dá)式a必須是Optional類(lèi)型
• 默認(rèn)值b的類(lèi)型必須要和a存儲(chǔ)值的類(lèi)型保持一致

空合并運(yùn)算符是對(duì)以下代碼的簡(jiǎn)短表達(dá)方法

    a != nil ? a! : b

上述代碼使用了三目運(yùn)算符。當(dāng)可選類(lèi)型a的值不為空時(shí)，進(jìn)行強(qiáng)制解封(a!)訪問(wèn)a中值，反之當(dāng)a中值為空時(shí)，返回默認(rèn)值b。無(wú)疑空合運(yùn)算符(??)提供了一種更為優(yōu)雅的方式去封裝條件判斷和解封兩種行為，顯得簡(jiǎn)潔以及更具可讀性。

注意：如果a為非空值(non-nil),那么值b將不會(huì)被估值。這也就是所謂的短路求值。

下文例子采用空合并運(yùn)算符，實(shí)現(xiàn)了在默認(rèn)顏色名和可選自定義顏色名之間抉擇：

    let defaultColorName = "red"
    var userDefinedColorName:String?   //默認(rèn)值為nil

    var colorNameToUse = userDefinedColorName ?? defaultColorName
    //userDefinedColorName的值為空 ，所以colorNameToUse的值為`red`

userDefinedColorName變量被定義為一個(gè)可選字符串類(lèi)型，默認(rèn)值為nil。由于userDefinedColorName是一個(gè)可選類(lèi)型，我們可以使用空合運(yùn)算符去判斷其值。在上一個(gè)例子中，通過(guò)空合運(yùn)算符為一個(gè)名為colorNameToUse的變量賦予一個(gè)字符串類(lèi)型初始值。由于userDefinedColorName值為空，因此表達(dá)式userDefinedColorName ?? defaultColorName返回默認(rèn)值，即red。

另一種情況，分配一個(gè)非空值(non-nil)給 userDefinedColorName，再次執(zhí)行空合運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果為封包在userDefaultColorName中的值，而非默認(rèn)值。

    userDefinedColorName = "green"
    colorNameToUse = userDefinedColorName ?? defaultColorName
    //userDefinedColorName非空，因此colorNameToUsede的值為綠色

區(qū)間運(yùn)算符

Swift 提供了兩個(gè)方便表達(dá)一個(gè)區(qū)間的值的運(yùn)算符。

閉區(qū)間運(yùn)算符

閉區(qū)間運(yùn)算符（a...b）定義一個(gè)包含從a到b(包括a和b)的所有值的區(qū)間，b必須大于a。?閉區(qū)間運(yùn)算符在迭代一個(gè)區(qū)間的所有值時(shí)是非常有用的，如在for-in循環(huán)中：

    for index in 1...5 {
        println("\(index) * 5 = \(index * 5)")
    }
    // 1 * 5 = 5
    // 2 * 5 = 10
    // 3 * 5 = 15
    // 4 * 5 = 20
    // 5 * 5 = 25

關(guān)于for-in，請(qǐng)看控制流。

半開(kāi)區(qū)間運(yùn)算符

半開(kāi)區(qū)間（a..<b）定義一個(gè)從a到b但不包括b的區(qū)間。之所以稱為半開(kāi)區(qū)間，是因?yàn)樵搮^(qū)間包含第一個(gè)值而不包括最后的值。

半開(kāi)區(qū)間的實(shí)用性在于當(dāng)你使用一個(gè)0始的列表(如數(shù)組)時(shí)，非常方便地從0數(shù)到列表的長(zhǎng)度。

    let names = ["Anna", "Alex", "Brian", "Jack"]
    let count = names.count
    for i in 0..<count {
        println("第 \(i + 1) 個(gè)人叫 \(names[i])")
    }
    // 第 1 個(gè)人叫 Anna
    // 第 2 個(gè)人叫 Alex
    // 第 3 個(gè)人叫 Brian
    // 第 4 個(gè)人叫 Jack

數(shù)組有4個(gè)元素，但0..<count只數(shù)到3(最后一個(gè)元素的下標(biāo))，因?yàn)樗前腴_(kāi)區(qū)間。關(guān)于數(shù)組，請(qǐng)查閱數(shù)組。

邏輯運(yùn)算

邏輯運(yùn)算的操作對(duì)象是邏輯布爾值。Swift 支持基于 C 語(yǔ)言的三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)邏輯運(yùn)算。

• 邏輯非（!a）
• 邏輯與（a && b）
• 邏輯或（a || b）

邏輯非

邏輯非運(yùn)算（!a）對(duì)一個(gè)布爾值取反，使得true變false，false變true。

它是一個(gè)前置運(yùn)算符，需出現(xiàn)在操作數(shù)之前，且不加空格。讀作非 a，例子如下：

    let allowedEntry = false
    if !allowedEntry {
        println("ACCESS DENIED")
    }
    // 輸出 "ACCESS DENIED"

if !allowedEntry語(yǔ)句可以讀作 "如果 非 alowed entry。"，接下一行代碼只有在如果 "非 allow entry" 為true，即allowEntry為false時(shí)被執(zhí)行。

在示例代碼中，小心地選擇布爾常量或變量有助于代碼的可讀性，并且避免使用雙重邏輯非運(yùn)算，或混亂的邏輯語(yǔ)句。

邏輯與

邏輯與（a && b）表達(dá)了只有a和b的值都為true時(shí)，整個(gè)表達(dá)式的值才會(huì)是true。

只要任意一個(gè)值為false，整個(gè)表達(dá)式的值就為false。事實(shí)上，如果第一個(gè)值為false，那么是不去計(jì)算第二個(gè)值的，因?yàn)樗呀?jīng)不可能影響整個(gè)表達(dá)式的結(jié)果了。這被稱做 "短路計(jì)算（short-circuit evaluation）"。

以下例子，只有兩個(gè)Bool值都為true的時(shí)候才允許進(jìn)入：

    let enteredDoorCode = true
    let passedRetinaScan = false
    if enteredDoorCode && passedRetinaScan {
        println("Welcome!")
    } else {
        println("ACCESS DENIED")
        }
        // 輸出 "ACCESS DENIED"

邏輯或

邏輯或（a || b）是一個(gè)由兩個(gè)連續(xù)的|組成的中置運(yùn)算符。它表示了兩個(gè)邏輯表達(dá)式的其中一個(gè)為true，整個(gè)表達(dá)式就為true。

同邏輯與運(yùn)算類(lèi)似，邏輯或也是"短路計(jì)算"的，當(dāng)左端的表達(dá)式為true時(shí)，將不計(jì)算右邊的表達(dá)式了，因?yàn)樗豢赡芨淖冋麄€(gè)表達(dá)式的值了。

以下示例代碼中，第一個(gè)布爾值（hasDoorKey）為false，但第二個(gè)值（knowsOverridePassword）為true，所以整個(gè)表達(dá)是true，于是允許進(jìn)入：

    let hasDoorKey = false
    let knowsOverridePassword = true
    if hasDoorKey || knowsOverridePassword {
        println("Welcome!")
    } else {
        println("ACCESS DENIED")
    }
    // 輸出 "Welcome!"

邏輯運(yùn)算符組合計(jì)算

我們可以組合多個(gè)邏輯運(yùn)算來(lái)表達(dá)一個(gè)復(fù)合邏輯：

    if enteredDoorCode && passedRetinaScan || hasDoorKey || knowsOverridePassword {
        println("Welcome!")
    } else {
        println("ACCESS DENIED")
    }
    // 輸出 "Welcome!"

這個(gè)例子使用了含多個(gè)&&和||的復(fù)合邏輯。但無(wú)論怎樣，&&和||始終只能操作兩個(gè)值。所以這實(shí)際是三個(gè)簡(jiǎn)單邏輯連續(xù)操作的結(jié)果。我們來(lái)解讀一下：

如果我們輸入了正確的密碼并通過(guò)了視網(wǎng)膜掃描; 或者我們有一把有效的鑰匙; 又或者我們知道緊急情況下重置的密碼，我們就能把門(mén)打開(kāi)進(jìn)入。

前兩種情況，我們都不滿足，所以前兩個(gè)簡(jiǎn)單邏輯的結(jié)果是false，但是我們是知道緊急情況下重置的密碼的，所以整個(gè)復(fù)雜表達(dá)式的值還是true。

使用括號(hào)來(lái)明確優(yōu)先級(jí)

為了一個(gè)復(fù)雜表達(dá)式更容易讀懂，在合適的地方使用括號(hào)來(lái)明確優(yōu)先級(jí)是很有效的，雖然它并非必要的。在上個(gè)關(guān)于門(mén)的權(quán)限的例子中，我們給第一個(gè)部分加個(gè)括號(hào)，使用它看起來(lái)邏輯更明確：

    if (enteredDoorCode && passedRetinaScan) || hasDoorKey || knowsOverridePassword {
        println("Welcome!")
    } else {
        println("ACCESS DENIED")
    }
    // 輸出 "Welcome!"

這括號(hào)使得前兩個(gè)值被看成整個(gè)邏輯表達(dá)中獨(dú)立的一個(gè)部分。雖然有括號(hào)和沒(méi)括號(hào)的輸出結(jié)果是一樣的，但對(duì)于讀代碼的人來(lái)說(shuō)有括號(hào)的代碼更清晰?？勺x性比簡(jiǎn)潔性更重要，請(qǐng)?jiān)诳梢宰屇愦a變清晰地地方加個(gè)括號(hào)吧！