Swift (язык программирования) - Swift (programming language)

Эта статья о языке программирования Apple. Для языка сценариев см. Swift (язык параллельных сценариев). Для ядра ЦП см. Яблоко A6.

Быстрый
ПарадигмаМультипарадигма: ориентированный на протокол, объектно-ориентированный, функциональный, императив, блочная структура Декларативное программирование
РазработаноКрис Латтнер, Дуг Грегор, Джон Макколл, Тед Кременек, Джо Грофф и Apple Inc.[1]
РазработчикApple Inc. и участники с открытым исходным кодом
Впервые появился2 июня 2014 г.; 6 лет назад (2014-06-02)[2]
Стабильный выпуск
5.3.1[3] / 13 ноября 2020 г.; 25 дней назад (2020-11-13)
Предварительный выпуск
5.3 филиал[4]
Печатная дисциплинаСтатический, сильный, предполагаемый
Операционные системыОперационные системы Apple (Дарвин, iOS, iPadOS, macOS, tvOS, watchOS ), Linux, Windows, Android
ЛицензияЛицензия Apache 2.0 (Swift 2.2 и новее)
Проприетарный (до Swift 2.2)[5][6]
Расширения имени файла.быстрый
Интернет сайтбыстрый.org
Под влиянием
Цель-C,[7] Ржавчина, Haskell, Рубин, Python, C #, CLU,[8] D[9]
Под влиянием
Ржавчина[10]

Быстрый это общее назначение, мультипарадигма, составлен язык программирования разработан Apple Inc. и сообщество с открытым исходным кодом, впервые выпущенный в 2014 году. Swift был разработан как замена более раннему языку программирования Apple. Цель-C, поскольку Objective-C практически не изменился с начала 1980-х годов и не имел современных языковых функций. Swift работает с Apple Какао и Какао Touch рамки, а ключевым аспектом дизайна Swift была способность взаимодействовать с огромным объемом существующего кода Objective-C, разработанного для продуктов Apple за предыдущие десятилетия. Он построен с открытым исходным кодом LLVM компилятор framework и был включен в Xcode начиная с версии 6, выпущенной в 2014 году. На платформах Apple[11] он использует Objective-C библиотека времени исполнения который позволяет C, Цель-C, C ++ и код Swift для работы в одной программе.[12]

Apple предназначила Swift для поддержки многих основных концепций, связанных с Цель-C, особенно динамическая отправка, широко распространен позднее связывание, расширяемое программирование и аналогичные функции, но более "безопасным" способом, что упрощает поиск программные ошибки; Swift имеет функции, направленные на решение некоторых распространенных ошибки программирования подобно нулевой указатель разыменование и обеспечивает синтаксический сахар чтобы помочь избежать пирамида гибели. Swift поддерживает концепцию протокол расширяемость, система расширяемости, которая может применяться к типам, структуры и классы, который Apple продвигает как реальную смену парадигм программирования, которую они называют «протокольно-ориентированное программирование».[13] (похожий на черты ).[14]

Swift был представлен на Apple 2014 Всемирная конференция разработчиков (WWDC).[15] Он прошел обновление до версии 1.2 в течение 2014 года и более серьезное обновление до Swift 2 на WWDC 2015. Первоначально проприетарный язык, сделана версия 2.2 программное обеспечение с открытым исходным кодом под Лицензия Apache 2.0 3 декабря 2015 г. для платформ Apple и Linux.[16][17]

В версии 3.0 синтаксис Swift претерпел значительную эволюцию, и основная команда сделала упор на стабильность исходного кода в более поздних версиях.[18][19] В первом квартале 2018 года Swift превзошел Цель-C в размеренной популярности.[20]

Swift 4.0, выпущенный в 2017 году, внес несколько изменений в некоторые встроенные классы и структуры. Код, написанный с помощью предыдущих версий Swift, можно обновить с помощью функций миграции, встроенных в Xcode. Swift 5, выпущенный в марте 2019 года, представил стабильный бинарный интерфейс на платформах Apple, что позволило встраивать среду выполнения Swift в операционные системы Apple. Исходный код совместим со Swift 4.[21]

Swift 5.1 был официально выпущен в сентябре 2019 года. Swift 5.1 основан на предыдущей версии Swift 5, расширяя стабильные функции языка до времени компиляции с введением стабильности модуля. Внедрение стабильности модуля позволяет создавать и совместно использовать двоичные фреймворки, которые будут работать с будущими выпусками Swift.[22]

История

Разработка Swift началась в июле 2010 г. Крис Латтнер, с возможным сотрудничеством со многими другими программистами в яблоко. Swift взял языковые идеи "из Цель-C, Ржавчина, Haskell, Рубин, Python, C #, CLU, и слишком много других, чтобы перечислить ".[8] 2 июня 2014 г. Всемирная конференция разработчиков Apple (WWDC) стало первым публично выпущенным приложением, написанным на Swift.[23] А бета-версия из язык программирования был выпущен для зарегистрированных разработчиков Apple на конференции, но компания не обещала, что окончательная версия Swift будет исходный код совместим с тестовой версией. Apple планировала сделать доступными конвертеры исходного кода, если это необходимо для полной версии.[23]

Язык программирования Swift, бесплатное руководство на 500 страниц, также было выпущено на WWDC и доступно на Apple Книги Магазин и официальный сайт.[24]

Swift достиг отметки 1.0 9 сентября 2014 г. Золотой Мастер из Xcode 6.0 для iOS.[25] Swift 1.1 был выпущен 22 октября 2014 года одновременно с запуском Xcode 6.1.[26] Swift 1.2 был выпущен 8 апреля 2015 года вместе с Xcode 6.3.[27] Swift 2.0 был анонсирован на WWDC 2015 и стал доступен для публикации приложений в App Store 21 сентября 2015 года.[28] Swift 3.0 был выпущен 13 сентября 2016 года.[29] Swift 4.0 был выпущен 19 сентября 2017 года.[30] Swift 4.1 был выпущен 29 марта 2018 года.[31]

Swift занял первое место в категории Самый любимый язык программирования в Переполнение стека Опрос разработчиков 2015 г.[32] и второе место в 2016 году.[33]

3 декабря 2015 года язык Swift, вспомогательные библиотеки, отладчик и диспетчер пакетов были открыты по лицензии Apache 2.0 с исключением Runtime Library Exception,[34] и Swift.org был создан для размещения проекта. Исходный код размещен на GitHub, где любой может легко получить код, собрать его самостоятельно и даже создать запросы на вытягивание, чтобы вернуть код обратно в проект.

В декабре 2015 г. IBM анонсировала свой веб-сайт Swift Sandbox, который позволяет разработчикам писать код Swift на одной панели и отображать вывод на другой.[35][36][37] Swift Sandbox устарел в январе 2018 года.[38]

Вовремя WWDC 2016, Apple объявила iPad эксклюзивный приложение, названный Swift Детские площадки, предназначенный для обучения людей программированию на Swift. Приложение представлено в виде 3D видеоигры интерфейс, который обеспечивает обратную связь, когда строки кода размещаются в определенном порядке и выполняются.[39][40][41]

В январе 2017 года Крис Латтнер объявил о своем уходе из Apple на новую должность с Тесла Моторс, а главную роль в проекте Swift перейдет ветеран команды Тед Кременек.[42][43]

Во время WWDC 2019 Apple анонсировала SwiftUI, который обеспечивает основу для декларативный Дизайн структуры пользовательского интерфейса на всех платформах Apple.[44]

Официальные загрузки для Ubuntu дистрибутив Linux был доступен начиная с Swift 2.2, с добавлением дополнительных дистрибутивов, начиная с Swift 5.2.4, CentOS и Amazon Linux.[45] Есть и неофициальный пакет для Android.[46]

Языки не поддерживают операционные системы строго, в отличие от связанных библиотек (и компиляторов). Swift официально еще не поддерживается Android, но доступны неофициальные инструменты, такие как Swift Android Toolchain,[47] сохраняя некоторую совместимость с кросс-платформенными программами Apple.

Платформы

Платформы, поддерживаемые Swift, - это операционные системы Apple (Дарвин, iOS, iPadOS, macOS, tvOS, watchOS ), Linux, Windows, и Android.[47][48] An неофициальный порт за FreeBSD тоже существует.

История версий

ВерсияДата выходаmacOSLinux
Swift 1.09 сентября 2014 г.даНет
Swift 1.122 октября 2014 г.даНет
Swift 1.28 апреля 2015 г.даНет
Swift 2.021 сентября 2015 г.даНет
Swift 2.120 октября 2015 г.даНет
Swift 2.221 марта 2016 г.дада
Swift 2.2.13 мая 2016 г.дада
Swift 3.013 сентября 2016 г.дада
Swift 3.0.128 октября 2016 г.дада
Swift 3.0.213 декабря 2016 г.дада
Swift 3.127 марта 2017 г.дада
Swift 3.1.121 апреля 2017 г.дада
Swift 4.019 сентября 2017 г.дада
Swift 4.0.21 ноября 2017 г.дада
Swift 4.0.35 декабря 2017 г.дада
Swift 4.129 марта 2018 г.дада
Swift 4.1.14 мая 2018 г.Нетда
Swift 4.1.231 мая 2018 г.дада
Swift 4.1.327 июля 2018 г.Нетда
Swift 4.217 сентября 2018 г.дада
Swift 4.2.130 октября 2018 г.дада
Swift 4.2.24 февраля 2019 г.,Нетда
Swift 4.2.328 февраля 2019 г.,Нетда
Swift 4.2.429 марта 2019 г.,Нетда
Swift 5.0[49]25 марта 2019 г.,дада
Swift 5.0.118 апреля 2019 г.,дада
Swift 5.0.215 июля 2019 г.,Нетда
Swift 5.0.330 августа 2019 г.,Нетда
Swift 5.110 сентября 2019 г.,дада
Swift 5.1.111 октября 2019 г.,Нетда
Swift 5.1.27 ноября 2019 г.,дада
Swift 5.1.313 декабря 2019 г.,дада
Swift 5.1.431 января 2020 г.Нетда
Swift 5.1.59 марта 2020 г.Нетда
Swift 5.224 марта 2020 г.дада
Swift 5.2.130 марта 2020 г.Нетда
Swift 5.2.215 апреля 2020 г.дада
Swift 5.2.329 апреля 2020 г.Нетда
Swift 5.2.420 мая, 2020дада
Swift 5.2.55 августа 2020 г.Нетда
Swift 5.316 сентября 2020 г.дада

Функции

Swift - альтернатива Цель-C язык, который использует современные концепции теории языков программирования и стремится представить более простой синтаксис. Во время своего появления он был описан просто как «Objective-C без багажа C».[50][51]

По умолчанию Swift не предоставляет указатели и другие небезопасно аксессуары, в отличие от Objective-C, который повсеместно использует указатели для ссылки на экземпляры объектов. Кроме того, Objective-C использует Болтовня -подобный синтаксис для создания вызовы методов был заменен стилем записи с точками и пространство имен система более знакома программистам из других распространенных объектно-ориентированный (OO) языки вроде Ява или же C #. Swift представляет истину именованные параметры и сохраняет ключевые концепции Objective-C, включая протоколы, закрытие и категории, часто заменяя прежний синтаксис более чистыми версиями и позволяя применять эти концепции к другим языковым структурам, таким как перечислимые типы (перечисления)[52]

Поддержка закрытия

Swift поддерживает закрытие (известный как лямбды на других языках). Вот пример:

1 // Вот закрытие2 (arg1: Int, arg2: Int) -> Int в3     возвращаться arg1 + arg2

Swift имеет следующий синтаксис закрытия:

 1// Эта функция принимает замыкание или функцию, которая возвращает int, а затем просто оценивает функцию. 2func а(закрытие а: () -> Int) -> Int { 3    возвращаться а() 4} 5 6// Без синтаксиса завершающего закрытия 7а(закрытие: {возвращаться 1}) 8 9// С синтаксисом замыкающего закрытия10а {возвращаться 1}

Начиная с версии 5.3, Swift поддерживает несколько завершающих замыканий.[53]:

// Эта функция передает результат первого замыкания или функции другому и возвращает его результат.func б(закрытие а: () -> Int, другоеЗакрытие: (Int) -> Int) -> Int {    возвращаться другоеЗакрытие(а())}// Без замыкающих закрытийа(закрытие: {возвращаться 1}, другоеЗакрытие: {Икс в возвращаться Икс + 1})// С 1 конечным закрытиема(закрытие: {возвращаться 1}) {Икс в возвращаться Икс + 1})// С двумя замыкающими замыканиямиа {возвращаться 1} другоеЗакрытие: {Икс в возвращаться Икс + 1}

Вот критерии синтаксиса конечного закрытия:

  • Если последними аргументами функции являются замыкания, вы можете использовать синтаксис замыкающего замыкания.
  • Имя параметра первого замыкающего замыкания должно быть опущено.
  • Имена параметров остальных замыкающих замыканий не могут быть пропущены.
  • Если все аргументы, переданные функции, являются завершающими замыканиями, вы можете опустить круглые скобки после имени функции.
  • Вызов функции с завершающим замыканием должен быть заключен в круглые скобки, если используется в сторожить утверждение[54].

Поддержка строки

Под Какао и Какао Touch среды, многие общие классы были частью Фондовый комплект библиотека. Это включало строковую библиотеку NSString (используя Unicode, UTF-8 в Swift 5 изменено с UTF-16 ), классы коллекций NSArray и NSDictionary и другие. Objective-C предоставил различные биты синтаксический сахар чтобы позволить создавать некоторые из этих объектов на лету в языке, но после создания объекты управлялись с помощью вызовов объектов. Например, в Objective-C для объединения двух NSStrings требуются вызовы методов, подобные этому: 

NSString *ул = @"Привет,";ул = [ул stringByAppendingString:@" Мир"];

В Swift многие из этих базовых типов были перенесены в ядро ​​языка, и ими можно управлять напрямую. Например, строки невидимо связаны с NSString (при импорте Foundation) и теперь могут быть объединены с + оператор, позволяющий значительно упростить синтаксис; предыдущий пример становится:[55]

вар ул = "Привет,"ул += " Мир"

Контроль доступа

Swift поддерживает пять контроль доступа уровни для символов: открыто, общественный, внутренний, файл, и частный. В отличие от многих объектно-ориентированных языков, эти элементы управления доступом игнорируют наследование иерархии: частный указывает, что символ доступен только в непосредственной объем, файл указывает, что он доступен только из файла, внутренний указывает, что он доступен в содержащем модуле, общественный указывает, что он доступен из любого модуля, и открыто (только для классов и их методов) указывает, что класс может быть подклассом вне модуля.[56]

Опции и цепочки

Важной новой функцией Swift является типы опционов, что позволяет Рекомендации или значения работать аналогично общему шаблону в C, где указатель может относиться к значению или быть нулевым. Это означает, что необязательные типы не могут приводить к ошибка нулевого указателя; компилятор может гарантировать, что это невозможно.

Необязательные типы создаются с помощью Необязательный механизм - чтобы сделать целое число, допускающее значение NULL, можно использовать объявление, подобное var optionalInteger: Необязательный . Как и в C #,[57] Swift также включает в себя синтаксический сахар для этого, позволяя указать, что переменная является необязательной, поместив знак вопроса после имени типа, var optionalInteger: Int?.[58] Переменные или константы, отмеченные как необязательные, либо имеют значение базового типа, либо являются ноль. Необязательные типы сворачивать базовый тип, в результате чего создается другой экземпляр. Нить и Нить? принципиально разные типы, последний имеет больше общего с Инт? чем Нить.

Чтобы получить доступ к значению внутри, если оно не равно нулю, оно должно быть развернутый чтобы открыть экземпляр внутри. Это выполняется с помощью ! оператор:

позволять myValue = anOptionalInstance!.someMethod()

В этом случае ! оператор разворачивает anOptionalInstance чтобы открыть экземпляр внутри, позволяя вызвать метод для него. Если anOptionalInstance равен нулю, возникает ошибка нулевого указателя. На практике это может раздражать, поэтому Swift также включает концепцию необязательная цепочка чтобы проверить, равен ли экземпляр нулю, а затем развернуть его, если он не равен нулю:

позволять myValue = anOptionalInstance?.someMethod()

В этом случае среда выполнения вызывает только someMethod если anOptionalInstance не равно нулю, что подавляет ошибку. Обычно для этого программист должен проверить, myValue равно нулю перед продолжением. Происхождение термина цепочка происходит из более распространенного случая, когда несколько вызовов / методов получения связаны вместе. Например:

позволять арендатор = здание.tenantList[5]позволять их аренда = арендатор.leaseDetailsпозволять leaseStart = их аренда?.Дата начала

сводится к:

позволять leaseStart = здание.tenantList[5].leaseDetails?.Дата начала

В ? синтаксис обходит пирамида гибели.

Swift 2 представил новое ключевое слово сторожить для случаев, когда код должен прекратить выполнение, если какое-либо условие не выполнено:

сторожить позволять leaseStart = здание.TenantList[5]?.leaseDetails?.Дата начала еще{    // обрабатываем случай ошибки, когда что-либо в цепочке равно нулю    // иначе область действия должна выйти из текущего метода или цикла}// продолжаем, зная, что leaseStart не равен нулю

С помощью сторожить имеет три преимущества. Хотя синтаксис может действовать как если заявление, его основное преимущество заключается в невозможности обнуления. Где если заявление требует случая, сторожить предполагает случай на основе предоставленного условия. Кроме того, поскольку сторожить не содержит области, за исключением еще закрытие, leaseStart представлен как необязательный для сверхприцела охранника развернутый. Наконец, если сторожить проверка оператора не выполняется, Swift требует еще для выхода из текущего метода или цикла, обеспечивая leaseStart никогда не доступен, когда ноль. Это выполняется с помощью ключевых слов возвращаться, Продолжить, перемена, или же бросать, или вызывая функцию, возвращающую Никогда (например. фатальная ошибка()).

Objective-C был слабо типизирован и позволял вызывать любой метод для любого объекта в любое время. Если вызов метода завершился неудачно, во время выполнения был обработчик по умолчанию, который возвратил nil. Это означало, что не нужно было разворачивать или тестировать, эквивалентное утверждение в Objective-C:

leaseStart = [[[здание tenantList:5] leaseDetails] Дата начала]

Вернет nil, и это можно будет проверить. Однако это также требовало, чтобы все вызовы методов были динамическими, что приводило к значительным накладным расходам. Использование опций в Swift обеспечивает аналогичный механизм для тестирования и работы с nils, но делает это таким образом, чтобы компилятор мог использовать статическая отправка потому что действие разворачивания вызывается в определенном экземпляре (оболочке), а не в диспетчерской системе времени выполнения.

Типы значений

Во многих объектно-ориентированных языках объекты внутренне представлены двумя частями. Объект хранится в виде блока данных, размещенного на куча, в то время как имя (или «дескриптор») этого объекта представлено указатель. Объекты передаются между методами путем копирования значения указателя, что позволяет любому, у кого есть копия, получить доступ к одним и тем же базовым данным в куче. Напротив, основные типы, такие как целые числа и значения с плавающей запятой, представлены напрямую; дескриптор содержит данные, а не указатель на них, и эти данные передаются непосредственно в методы путем копирования. Эти стили доступа называются проход по ссылке в случае объектов и передача по стоимости для основных типов.

Обе концепции имеют свои достоинства и недостатки. Объекты полезны, когда данные большие, например, описание окна или содержимое документа. В этих случаях доступ к этим данным предоставляется путем копирования 32- или 64-битного значения вместо копирования всей структуры данных. Однако меньшие значения, такие как целые, имеют тот же размер, что и указатели (обычно оба являются одним слово ), поэтому передача указателя не дает преимуществ перед передачей значения. Кроме того, передача по ссылке по своей сути требует операции разыменования, которая может привести к заметным накладным расходам в некоторых операциях, обычно используемых с этими базовыми типами значений, например в математике.

Подобно C # и в отличие от большинства других объектно-ориентированных языков,[нужна цитата ] Swift предлагает встроенную поддержку для объектов, использующих семантику передачи по ссылке или по значению, первая из которых использует учебный класс декларация, а последняя с использованием структура. Структуры в Swift имеют почти все те же функции, что и классы: методы, реализующие протоколы и использование механизмов расширения. По этой причине Apple определяет все данные в общем как экземпляры, по сравнению с объектами или ценностями. Однако структуры не поддерживают наследование.[59]

Программист может выбирать, какая семантика больше подходит для каждой структуры данных в приложении. Более крупные структуры, такие как окна, будут определяться как классы, что позволяет передавать их как указатели. Меньшие структуры, такие как 2D-точка, могут быть определены как структуры, которые будут передаваться по значению и обеспечивать прямой доступ к своим внутренним данным без разыменования. Улучшение производительности, присущее концепции передачи по значению, таково, что Swift использует эти типы почти для всех распространенных типов данных, включая Int и Двойной, и типы, обычно представленные объектами, например Нить и Множество.[59] Использование типов значений также может привести к значительному повышению производительности пользовательских приложений.[60]

Чтобы гарантировать, что даже самые большие структуры не приводят к снижению производительности при передаче, Swift использует копирование при записи так что объекты копируются только тогда, когда программа пытается изменить в них значение. Это означает, что различные аксессоры фактически имеют указатель на одно и то же хранилище данных. Таким образом, хотя данные физически хранятся как один экземпляр в памяти, на уровне приложения эти значения являются отдельными, и физическое разделение осуществляется путем копирования при записи только в случае необходимости.[61]

Протоколно-ориентированное программирование

Ключевой особенностью Objective-C является поддержка категории, методы, которые могут быть добавлены для расширения классов во время выполнения. Категории позволяют расширять классы на месте для добавления новых функций без необходимости создавать подклассы или даже иметь доступ к исходным исходный код. Примером может быть добавление программа проверки орфографии поддержка базы NSString class, что означает, что все экземпляры NSString в приложении получают проверку орфографии. Система также широко используется в качестве организационного метода, позволяющего собирать связанный код в расширения, подобные библиотеке. Swift продолжает поддерживать эту концепцию, хотя теперь они называются расширения, и объявлен с ключевым словом расширение. В отличие от Objective-C, Swift также может добавлять новые методы доступа к свойствам, типы и перечисления к существующим экземплярам.[нужна цитата ].

Еще одна ключевая особенность Objective-C - это использование протоколы, известный на большинстве современных языков как интерфейсы. Протоколы обещают, что конкретный класс реализует набор методов, а это означает, что другие объекты в системе могут вызывать эти методы для любого объекта, поддерживающего этот протокол. Это часто используется в современных объектно-ориентированных языках как замена множественное наследование, хотя наборы функций не совсем схожи. Типичным примером протокола в Какао является NSCopying протокол, определяющий один метод, copyWithZone, который реализует глубокое копирование на объектах.[62]

В Objective-C и большинстве других языков, реализующих концепцию протокола, программист должен обеспечить реализацию необходимых методов в каждом классе.[63] Swift добавляет возможность добавлять эти методы с помощью расширений и использовать общее программирование (дженерики) для их реализации. В совокупности они позволяют писать протоколы один раз и поддерживают большое количество экземпляров. Кроме того, механизм расширения может использоваться для добавления соответствия протоколу к объекту, который не перечисляет этот протокол в своем определении.[62]

Например, протокол может быть объявлен с именем StringConvertible, что гарантирует, что экземпляры, соответствующие протоколу, реализуют нанизывать метод, который возвращает Нить. В Swift это можно объявить с помощью такого кода:

протокол StringConvertible{    func нанизывать() -> Нить}

Теперь этот протокол можно добавить в String без доступа к источнику базового класса:

расширение Нить: StringConvertible{    func нанизывать() -> Нить    {        себя    }}

В Swift, как и во многих современных языках, поддерживающих интерфейсы, протоколы могут использоваться как типы, что означает, что переменные и методы могут определяться протоколом, а не их конкретным типом:

вар someSortOfPrintableObject: StringConvertible...Распечатать(someSortOfPrintableObject.нанизывать())

Неважно, какой экземпляр someSortOfPrintableObject есть, компилятор гарантирует, что он соответствует протоколу, и, следовательно, этот код безопасен. Этот синтаксис также означает, что коллекции могут также основываться на протоколах, например пусть printableArray = [StringConvertible].

Поскольку Swift рассматривает структуры и классы как схожие концепции, как расширения, так и протоколы широко используются в среде выполнения Swift для предоставления богатого API, основанного на структурах. Например, Swift использует расширение для добавления Равноправный протокол для многих из их основных типов, таких как строки и массивы, что позволяет сравнивать их с == оператор. Конкретный пример взаимодействия всех этих функций можно увидеть в концепции реализации протокола по умолчанию:

func !=<Т : Равноправный>(lhs: Т, rhs: Т) -> Bool

Эта функция определяет метод, который работает с любым экземпляром, соответствующим Равноправный, обеспечивая не равно функция. Любой экземпляр, класс или структура автоматически получает эту реализацию просто в соответствии с Равноправный. Как много экземпляров получают Равноправный за счет их базовых реализаций или других общих расширений большинство основных объектов в среде выполнения получают равные, а не равные, без кода.[64]

Эта комбинация протоколов, значений по умолчанию, наследования протоколов и расширений позволяет реализовать многие функции, обычно связанные с классами и наследованием, для типов значений.[62] При правильном использовании это может привести к значительному повышению производительности без значительных ограничений в API. Эта концепция настолько широко используется в Swift, что Apple начала называть ее протоколно-ориентированный язык программирования. Они предлагают решать многие проблемные области, которые обычно решаются через классы и наследование, используя вместо этого протоколы и структуры.

Библиотеки, среда выполнения и разработка

В системах Apple Swift использует ту же среду выполнения, что и существующие Цель-C система, но требует iOS 7 или macOS 10.9 или выше. Это также зависит от Grand Central Dispatch.[65] Код Swift и Objective-C можно использовать в одной программе, а также в расширении C и C ++. В отличие от C, C ++ код нельзя использовать напрямую из Swift. Оболочка Objective-C или C должна быть создана между Swift и C ++.[66] В случае Objective-C Swift имеет значительный доступ к объектной модели и может использоваться для создания подклассов, расширения и использования кода Objective-C для обеспечения поддержки протокола.[67] Обратное неверно: класс Swift нельзя разделить на подклассы в Objective-C.[68]

Чтобы помочь в разработке таких программ и повторном использовании существующего кода, Xcode 6 и выше предлагает полуавтоматическую систему, которая создает и поддерживает мостовой заголовок предоставить код Objective-C для Swift. Это принимает форму дополнительного заголовочный файл который просто определяет или импортирует все символы Objective-C, необходимые для кода Swift проекта. В этот момент Swift может ссылаться на типы, функции и переменные, объявленные в этом импорте, как если бы они были написаны на Swift. Код Objective-C также может использовать код Swift напрямую, импортируя автоматически поддерживаемый файл заголовка с объявлениями Objective-C символов Swift проекта. Например, файл Objective-C в смешанном проекте под названием «MyApp» может обращаться к классам или функциям Swift с помощью кода. #import "MyApp-Swift.h". Однако не все символы доступны через этот механизм - использование специфических для Swift функций, таких как общие типы, необъектные необъектные типы, сложные перечисления или даже идентификаторы Unicode, может сделать символ недоступным из Objective-C.[69]

Swift также имеет ограниченную поддержку атрибуты, метаданные, которые считываются средой разработки и не обязательно являются частью скомпилированного кода. Как и в Objective-C, атрибуты используют @ синтаксис, но в настоящее время доступный набор невелик. Одним из примеров является @IBOutlet атрибут, который отмечает данное значение в коде как торговая точка, доступны для использования в Разработчик интерфейса (IB). An торговая точка - это устройство, которое связывает значение отображения на экране с объектом в коде.

В системах, отличных от Apple, Swift не зависит от среды выполнения Objective-C или других системных библиотек Apple; их заменяет набор реализаций Swift "Corelib". К ним относятся "swift-corelibs-foundation", чтобы заменить Фондовый комплект, swift-corelibs-libdispatch вместо Grand Central Dispatch и swift-corelibs-xctest вместо XCTest API от XCode.[70]

Управление памятью

Swift использует Автоматический подсчет ссылок (ARC) в управлять памятью. Раньше Apple требовала ручного управления памятью в Objective-C, но представила ARC в 2011 году, чтобы упростить выделение и освобождение памяти.[71] Одна из проблем с ARC - это возможность создания цикл сильных ссылок, где объекты ссылаются друг на друга таким образом, что вы можете добраться до объекта, с которого начали, следуя ссылкам (например, A ссылается на B, B ссылается на A). Это заставляет их просачиваться в память, поскольку они никогда не освобождаются. Swift предоставляет ключевые слова слабый и бесхозный чтобы предотвратить сильные ссылочные циклы. Обычно отношения родитель-потомок будут использовать сильную ссылку, в то время как родитель-потомок будет использовать либо слабый ссылка, где родители и дети могут не быть родственниками, или бесхозный где у ребенка всегда есть родитель, но у родителя может не быть ребенка. Слабые ссылки должны быть необязательными переменными, поскольку они могут измениться и стать ноль.[72]

Замыкание внутри класса также может создать цикл сильных ссылок, фиксируя ссылки на себя. Ссылки на себя, которые должны рассматриваться как слабые или не имеющие собственности, могут быть обозначены с помощью список захвата.

Отладка и другие элементы

Ключевым элементом системы Swift является ее способность четко отлаживать и запускать в среде разработки с использованием цикл чтения – оценки – печати (REPL), придавая ему интерактивные свойства, больше похожие на скриптовые возможности Python, чем на традиционные системное программирование языков. REPL усовершенствован за счет новой концепции детские площадки. Это интерактивные представления, работающие в среде Xcode, которые оперативно реагируют на изменения кода или отладчика.[73] Детские площадки позволяют программистам добавлять код Swift вместе с документацией по уценке. Если какой-то код изменяется с течением времени или в отношении какого-либо другого ранжированного входного значения, представление можно использовать с помощником по временной шкале для демонстрации вывода в анимированной форме. Кроме того, в Xcode есть функции отладки для разработки на Swift, включая точки останова, пошаговые инструкции и инструкции перехода, а также разбивки размещения элементов пользовательского интерфейса для разработчиков приложений.

Apple утверждает, что Swift - «язык программирования промышленного качества, столь же выразительный и приятный, как язык сценариев».[74]

Спектакль

Многие из функций, представленных в Swift, имеют хорошо известные компромиссы с производительностью и безопасностью. Apple реализовала оптимизации которые уменьшают эти накладные расходы.[75]

Сравнения с другими языками

Swift во многом похож на C:

  • Большинство операторов C используются в Swift, но есть несколько новых операторов, например, для поддержки целочисленных операций с переполнением (см. Раздел «Различия»).
  • Фигурные скобки используются для группировки операторов.
  • Переменные назначаются с помощью знак равенства, но по сравнению с использованием два последовательных знака равенства. Новый оператор идентификации === предоставляется для проверки, относятся ли два элемента данных к одному и тому же объект.
  • Управляющие заявления пока, если, и выключатель похожи, но имеют расширенные функции, например, выключатель который принимает нецелочисленные случаи, пока и если поддерживающий сопоставление с образцом и условно разворачивая опции, за использует за я в 1...10 синтаксис.
  • Квадратных скобках используются с массивы, как для их объявления, так и для получения значения по заданному индексу в одном из них.

Он также имеет сходство с Objective-C:

  • Основные числовые типы (Int, UInt, Float, Double)
  • Методы класса наследуются, как и методы экземпляра; себя в методах класса - это класс, для которого был вызван метод.
  • Похожий за...в синтаксис перечисления.

Отличия от Objective-C:

  • Заявления не должны заканчиваться точкой с запятой (;), хотя они должны использоваться, чтобы разрешить более одного оператора в строке.
  • Нет файлов заголовков.
  • Использует вывод типа.
  • Общее программирование.
  • Функции первый класс объекты.
  • К случаям перечисления могут быть связаны данные (алгебраические типы данных ).
  • Операторы могут быть переопределены для классов (перегрузка оператора ), и могут быть определены новые операторы.
  • Строки полностью поддерживают Unicode. Большинство символов Unicode можно использовать как в идентификаторах, так и в операторах.
  • Нет Обработка исключений. Swift 2 представляет другую несовместимую модель обработки ошибок.[76]
  • Некоторые особенности ранее C-семейства языков были удалены:
    • Указатели не отображаются по умолчанию. Программисту нет необходимости отслеживать и отмечать имена для ссылки или разыменования.
    • Назначения не возвращают значения. Это предотвращает распространенную ошибку записи я = 0 вместо я == 0 выбросив ошибку времени компиляции.
    • Не нужно использовать перемена заявления в выключатель блоки. Отдельные случаи не переходят к следующему, если только провалиться заявление используется.
    • Переменные и константы всегда инициализируются, а границы массива всегда проверяются.
    • Целочисленные переполнения, что приводит к неопределенное поведение для целых чисел со знаком в C перехватываются как ошибка времени выполнения в Swift. Программисты могут разрешить переполнение с помощью специальных арифметических операторов. &+, &-, &*, &/ и &%. Свойства мин и Максимум определены в Swift для всех целочисленных типов и могут использоваться для безопасной проверки возможных переполнений, вместо того, чтобы полагаться на константы, определенные для каждого типа во внешних библиотеках.
    • Форма с одним утверждением если и пока, который позволяет опустить фигурные скобки вокруг оператора, не поддерживается.
    • Перечисление в стиле C для (int i = 0; i , который склонен к отдельные ошибки, не поддерживается (начиная со Swift 3).[77]
    • До и после операторы инкремента и декремента (я ++, --я ...) не поддерживаются (начиная с Swift 3 и далее), тем более что в стиле C за операторы также не поддерживаются начиная с Swift 3.[78]

Разработка и другие реализации

Поскольку у языка открытый исходный код, есть перспективы его переноса в Интернет.[79] Некоторые веб-фреймворки уже разработаны, например IBM с Китура, Идеально и Пар.

Официальная рабочая группа "Server APIs" также была создана Apple,[80] при этом центральную роль играют члены сообщества разработчиков Swift.[81]

Вторая бесплатная реализация Swift, ориентированная на Какао, Microsoft с Инфраструктура общего языка (.СЕТЬ ), а Ява и Android платформа существует как часть Компилятор элементов из Программное обеспечение RemObjects.[82]

Объединив инструменты из LLVM и Мастерская программиста Macintosh, можно запустить очень небольшое подмножество языка на Mac OS 9.[83]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Патент США № 9329844
  2. ^ "Swift достиг 1.0". Яблоко. 9 сентября 2014 г.. Получено 8 марта, 2015.
  3. ^ https://github.com/apple/swift/releases/latest
  4. ^ https://swift.org/blog/5-3-release-process/
  5. ^ «Быстро, объективно». Swift является проприетарным и закрытым: он полностью контролируется Apple, и его реализация с открытым исходным кодом отсутствует.
  6. ^ Латтнер, Крис (11 июня 2014 г.). «Re: [LLVMdev] [cfe-dev] [Advertising] вакансии в команде разработчиков Apple Swift». Архивировано из оригинал 14 июля 2014 г.. Получено 12 июня, 2014. Вы можете себе представить, что многие из нас хотят, чтобы это был открытый исходный код и был частью LLVM, но обсуждения еще не было и не будет в течение некоторого времени.
  7. ^ Латтнер, Крис (3 июня 2014 г.). "Домашняя страница Криса Латтнера". Крис Латтнер. Получено 3 июня, 2014. Язык Swift - продукт неустанных усилий команды лингвистических экспертов, гуру документации, ниндзя по оптимизации компиляторов и невероятно важной внутренней группы, которая предоставила отзывы, чтобы помочь усовершенствовать и протестировать идеи. Конечно, он также очень выиграл от опыта, с трудом завоеванного многими другими языками в этой области, опираясь на идеи из Objective-C, Rust, Haskell, Ruby, Python, C #, CLU и слишком многих других, чтобы перечислить.
  8. ^ а б Латтнер, Крис (3 июня 2014 г.). "Домашняя страница Криса Латтнера". Крис Латтнер. Получено 3 июня, 2014. Я начал работу над языком программирования Swift в июле 2010 года. Я реализовал большую часть базовой структуры языка, и лишь несколько человек знали о ее существовании. Несколько других (удивительных) людей начали всерьез вносить свой вклад в конце 2011 года, и в июле 2013 года [...] это стало основным направлением работы группы Apple Developer Tools, черпая идеи из Цель-C, Rust, Haskell, Ruby, Python, C #, CLU и многие другие, чтобы перечислить.
  9. ^ «Создание assert () в Swift, часть 2: __FILE__ и __LINE__». Получено 25 сентября, 2014.
  10. ^ "Влияния - Ссылка на Rust". doc.rust-lang.org. Получено 2 мая, 2020.
  11. ^ "Порт Swift Linux". Swift.org. Apple Inc.. Получено 3 августа, 2016.
  12. ^ Тиммер, Джон (5 июня 2014 г.). «Быстрый взгляд на Swift, новый язык программирования Apple». Ars Technica. Condé Nast. Получено 6 июня, 2014.
  13. ^ {{}} Протокол-ориентированное программирование на Swift Проверять | url = ценить (помощь). Apple Inc.. YouTube.
  14. ^ «Концепции похожи на Rust Traits».
  15. ^ Уильямс, Оуэн (2 июня 2014 г.). «К шестидесятилетию со дня рождения Тима Бернерса-Ли. Apple представляет Swift, новый язык программирования для iOS». Следующая Сеть. Получено 2 июня, 2014.
  16. ^ «Новый язык программирования Apple Swift теперь имеет открытый исходный код». Грани. Получено 5 декабря, 2015.
  17. ^ «Apple Open Sources Swift в новейшей версии для предприятий». CIO Journal. Журнал "Уолл Стрит Блоги. 3 декабря 2015 г.. Получено 5 декабря, 2015.
  18. ^ «Оглядываясь назад на Swift 3 и вперед на Swift 4». Форумы Swift. Получено 19 ноября, 2018.
  19. ^ "Стремительная эволюция". Быстрая эволюция. Получено 19 ноября, 2018.
  20. ^ «Рейтинг языков программирования RedMonk: январь 2018 - tecosystems». redmonk.com. Получено 20 ноября, 2018.
  21. ^ Кременек, Тед (25 марта 2019 г.). "Swift 5 выпущен!".
  22. ^ Кременек, Тед (20 сентября 2019 г.). "Выпущен Swift 5.1!".
  23. ^ а б Платформы Состояние Союза, Сессия 102, Всемирная конференция разработчиков Apple, 2 июня 2014 г.
  24. ^ Язык программирования Swift. яблоко. 2 июня 2014 г.. Получено 2 июня, 2014. Сложить резюме.
  25. ^ "Swift достиг 1.0". 9 сентября 2014 г.. Получено 10 сентября, 2014.
  26. ^ «Примечания к выпуску Xcode 6.1». 22 октября 2014 г.. Получено 23 января, 2015.
  27. ^ «Примечания к выпуску Xcode 6.3». 8 апреля 2015 г.. Получено 8 апреля, 2015.
  28. ^ «Приложения Swift 2 в App Store». Блог Swift. Получено 13 марта, 2016.
  29. ^ Inc., Apple (13 сентября 2016 г.). "Выпущен Swift 3.0!". Swift.org. Получено 26 октября, 2016.
  30. ^ Inc., Apple (17 сентября 2017 г.). "Выпущен Swift 4.0!". Swift.org. Получено 1 марта, 2018.
  31. ^ Inc., Apple (29 марта 2018 г.). "Выпущен Swift 4.1!". Swift.org. Получено 30 марта, 2018.
  32. ^ «Результаты опроса разработчиков Stack Overflow 2015».
  33. ^ «Результаты опроса разработчиков Stack Overflow 2016».
  34. ^ «Swift.org и открытый исходный код». Swift.org. Apple Inc.. Получено 25 февраля, 2019.
  35. ^ «Представляем IBM Swift Sandbox - Swift». Быстрый. Получено 5 декабря, 2015.
  36. ^ Мэйо, Бенджамин. «Напишите код Swift в веб-браузере с помощью IBM Swift Sandbox». 9to5Mac. Получено 5 декабря, 2015.
  37. ^ «После того, как Apple откроет исходный код, IBM перенесет программирование на Swift в облако | ZDNet». ZDNet. Получено 5 декабря, 2015.
  38. ^ "Swift Package Catalog and Swift Sandbox Deprecation". Получено 9 ноября, 2018.
  39. ^ "Swift Playgrounds". Разработчик Apple. Получено 19 июня, 2016.
  40. ^ "Swift Playgrounds — Preview". яблоко. Получено 19 июня, 2016.
  41. ^ Mayo, Benjamin (June 13, 2016). "Apple announces Swift Playgrounds for iPad at WWDC, public release in fall". 9to5Mac. Получено 19 июня, 2016.
  42. ^ Cunningham, Andrew (January 10, 2017). "Longtime Apple programmer and Swift creator leaves Apple for Tesla". Ars Technica.
  43. ^ Wuerthele, Mike (January 13, 2017). "New Swift project head Ted Kremenek said to be running the show behind the scenes for some time". AppleInsider.
  44. ^ Wednesday, Daniel Eran Dilger; June 19; 2019; PT, 11:26 am. "WWDC19: SwiftUI was the brightest star in a galaxy of new ideas". AppleInsider. Получено 19 июля, 2019.CS1 maint: числовые имена: список авторов (связь)
  45. ^ "Swift.org - Download Swift". Получено 21 июня, 2020.
  46. ^ "Package swift - termux". Получено 21 июня, 2020.
  47. ^ а б Readdle (January 15, 2020). "Swift for Android: Our Experience and Tools". Середина. Получено 20 августа, 2020.
  48. ^ Anderson, Tim (March 30, 2020). "Official tailored Swift for Windows support promised in 5.3: Swift on more platforms – provided you do not need a GUI". Реестр. Получено 18 сентября, 2020.
  49. ^ Kremenek, Ted (March 25, 2019). "Swift 5 Released!". Swift.org. Получено 28 марта, 2019.
  50. ^ Metz, Rachel (June 3, 2014). "Apple Seeks a Swift Way to Lure More Developers". Обзор технологий.
  51. ^ Weber, Harrison (June 2, 2014). "Apple announces 'Swift,' a new programming language for macOS & iOS". VentureBeat.
  52. ^ "Advantages Of Using Swift". themindstudios.com. Получено 24 февраля, 2017.
  53. ^ Macomber, Kyle; Yaskevich, Yavel; Gregor, Doug; McCall, John. "Multiple Trailing Closures". GitHub. Получено 19 октября, 2020.
  54. ^ Lattner, Chris. "Allow trailing closures in сторожить conditions". GitHub. Получено 19 октября, 2020.
  55. ^ "Strings and Characters". developer.apple.com. Apple Inc. Получено 16 июля, 2014.
  56. ^ "Access Control". developer.apple.com. Apple Inc. Получено 25 октября, 2016.
  57. ^ "Nullable Types", C# Programming Guide, Microsoft.
  58. ^ "Types". developer.apple.com. Apple Inc. Получено 16 июля, 2014.
  59. ^ а б "Classes and Structures". Apple.com.
  60. ^ Guhit, Fiel. "Performance Case Study on Swift 1.1, Swift 1.2, and Objective-C".
  61. ^ Building Better Apps with Value Types. Яблоко.
  62. ^ а б c "NSCopying Protocol Reference". яблоко.
  63. ^ "Working with Protocols". яблоко.
  64. ^ Thompson, Mattt (September 2, 2014). "Swift Default Protocol Implementations". NSHipster.
  65. ^ "Do Swift-based apps work on macOS 10.9/iOS 7 and lower?", StackOverflow
  66. ^ "Using Swift with Cocoa and Objective-C: Basic Setup". apple.com. January 6, 2015.
  67. ^ "Writing Swift Classes with Objective-C Behavior", Apple Inc.
  68. ^ "Migrating Your Objective-C Code to Swift".
  69. ^ "Swift and Objective-C in the Same Project", Apple Inc.
  70. ^ "Apple: search "corelib"". GitHub.
  71. ^ "Automatic Reference Counting", Apple Inc.
  72. ^ Lanier, Brian; Groff, Joe. "Intermediate Swift". яблоко. Получено 3 июля, 2014.
  73. ^ Metz, Cade. "Why Coders Are Going Nuts Over Apple's New Programming Language". Проводной. Получено 16 июля, 2014.
  74. ^ About Swift, Apple Inc.
  75. ^ "Optimizing Swift Performance". Apple, Inc. June 2015.
  76. ^ "Error-Handling in Swift-Language". stackoverflow.com.
  77. ^ "apple/swift-evolution". GitHub. Получено 4 апреля, 2016.
  78. ^ "apple/swift-evolution". GitHub. Получено 4 апреля, 2016.
  79. ^ Barbosa, Greg (February 22, 2016). "IBM brings Swift to the cloud, releases web framework Kitura written in Apple's programming language". 9to5Mac. Получено 16 мая, 2016.
  80. ^ Inc., Apple (October 25, 2016). "Server APIs Work Group". Swift.org. Получено 28 октября, 2016.
  81. ^ Inc., Apple. "Swift.org". Swift.org. Получено 28 октября, 2016.
  82. ^ "RemObjects Elements Compiler". Получено 17 января, 2016.
  83. ^ Rose, Jordan (April 1, 2020). "Swift on Mac OS 9". -dealloc.

внешняя ссылка