理解类型、变量和常量

理解 Swift 中的数据

当我们观察运行在计算机系统和移动设备上的各种软件时，从金融应用到图形密集型游戏，很容易忘记计算机本质上只是二进制机器。

二进制系统以 1 和 0、真或假、置位或未置位的形式工作。存在于内存中、存储在硬盘驱动器上以及在电路板和总线间流动的所有数据，实际上都只是 1 和 0 的序列。每个 1 或 0 被称为一个 位。位被组合成每组八个的块，每组被称为一个 字节。当人们提到 32 位和 64 位计算机系统时，他们指的是 CPU 总线一次可以处理的位数。例如，一个 64 位的 CPU 可以以 64 位块的形式处理数据，从而比基于 32 位的系统性能更快。

当然，人类并不以二进制方式思考。我们使用十进制数字、字母和单词。为了让人类能够轻松（“轻松”在此语境下是主观的）编程计算机，需要在人类思维与计算机处理之间建立一种中间地带。这正是 Swift 等编程语言发挥作用的地方。编程语言使人类能够以我们理解的方式和结构表达对计算机的指令，然后将其编译为 CPU 可执行的格式。

任何程序的基本要素之一是数据。像 Swift 这样的编程语言定义了一组 数据类型，使我们在编程时能够以我们熟悉的方式来处理数据。例如，如果我们想在 Swift 程序中存储一个数字，可以使用如下语法：

1var mynumber = 10

在上述示例中，我们创建了一个名为 mynumber 的变量，并为其赋值为 10。当我们把源代码编译为 CPU 使用的机器码时，数字 10 在计算机中以二进制形式表示为：

11010

Swift 变量

变量 实际上是计算机内存中用于存储应用程序所用数据的位置。每个变量由程序员赋予一个名称并分配一个值。该变量的名称随后可在 Swift 代码中用于访问该变量所赋的值。这种访问可以是读取变量的值，也可以是更改其值。当然，正是变量能够改变其值的能力，使其得名 变量。

Swift 常量

常量 类似于变量，因为它提供了一个命名的内存位置来存储数据值。常量与变量有一个关键区别：一旦为常量赋值后，就无法再更改它。

常量在程序中反复使用某个固定值时特别有用。与其每次直接使用该值，不如先将值赋给一个常量，然后在代码中引用这个常量，这样会使代码更易读。例如，你在表达式中使用值 5 的原因可能对阅读你 Swift 代码的人来说并不清晰。如果改用名为 interestRate 的常量，该值的用途就会变得非常明确。如果你在程序中多处引用 interestRate，只需修改常量的声明即可，而无需逐个更改每次引用的值。这是常量最大的优势之一。

与变量一样，常量也有类型、名称和值。但与变量不同的是，一旦为常量赋值，该值就无法再被更改。

声明常量和变量

变量使用 var 关键字声明，可以在创建时初始化一个值。如果变量在声明时没有初始值，则必须将其声明为 可选类型（这一主题将在课程后续部分介绍）。以下示例展示了 Swift 变量的用法。代码首先将值 10 赋给名为 userCount 的变量，然后使用 Swift 的 print 语句显示该变量的当前值。接着为变量赋一个新值，并再次打印出新的值。

1var userCount = 10
2
3print(userCount)
4
5userCount = 20
6
7print(userCount)

常量使用 let 关键字声明，如下所示：

1let maxUserCount = 20
2
3print(maxUserCount)

由于 maxUserCount 已被声明为常量，Swift 编译器会在尝试更改其赋值时报告错误：

1let maxUserCount = 20
2
3print(maxUserCount)
4
5maxUserCount = 30 // 无效代码

正如我们稍后将看到的，只有在使用 类型注解 时，才允许在常量声明后为其赋值。

注意：为了提高代码效率和执行性能，Apple 建议尽可能使用常量而不是变量。

类型注解与类型推断

Swift 被归类为一种 类型安全 的编程语言。这意味着一旦变量的数据类型被确定，该变量就不能再存储其他类型的值，否则会引发编译错误。这与某些 松散类型 的编程语言形成对比，在那些语言中，变量一旦声明后，就可以存储不同类型的数据。

常量或变量的类型可以通过两种方式确定。一种方法是在声明时使用 类型注解。这通过在常量或变量名称后加上冒号（:），再紧跟类型声明来实现。例如，下面这行代码声明了一个名为 userCount 的变量，其类型为 Int（整数）：

1var userCount: Int = 10

如果没有在声明中使用类型注解，Swift 编译器会使用一种称为 类型推断 的技术来确定常量或变量的类型。在依赖类型推断时，编译器会查看初始化时赋给常量或变量的值的类型，并以此作为其类型。例如，考虑以下变量和常量的声明：

1var signalStrength = 2.231
2let companyName = "My Company"

在编译上述代码行时，Swift 会推断出 signalStrength 变量的类型为 Double（在 Swift 中，所有浮点数默认推断为 Double），而 companyName 常量的类型为 String。

当常量在声明时没有类型注解时，必须在声明时就赋予一个值：

1let bookTitle = "Swift Programming Essentials"

然而，如果在声明常量时使用了类型注解，则可以在代码的后续部分再赋值。例如：

1let courseTitle: String
2
3courseTitle = "Swift Programming Essentials"
4
5print(courseTitle)

本课小结

• 变量和常量提供了存储值的空间。
• 变量使用 var 关键字声明。
• 常量使用 let 关键字声明。
• 为了更高的代码效率，建议尽可能使用常量而非变量。
• 变量是可变的（赋值可以更改）。
• 常量是不可变的（赋值不能更改）。
• 类型注解是指在声明时指定变量类型。
• 类型推断让编译器根据赋值的值自动推断数据类型。

测验

测试你对 Swift 类型、变量和常量的知识掌握情况。

练习

通过以下练习将本课所学理论付诸实践。

练习 1

使用类型注解声明一个名为 myString 的 String 类型变量，并将其初始化为值 "Hello Swift"。

练习

1// 请在此处编写代码

答案

1var myString: String = "Hello Swift"

练习 2

声明一个未初始化的整数常量 myInt，然后为其赋值 10。

练习

1// 请在此处编写代码

答案

1let myInt: Int
2
3myInt = 10

练习 3

修正以下代码，使其不再引发编译错误：

练习

1let userCount = 10
2
3userCount = 20

答案

1var userCount = 10
2
3userCount = 20