Swift 数组

数组和字典是 Swift 中用于存储其他对象集合的容器。在本课中，我们将介绍使用 Swift 数组和字典的一些基础知识。

可变与不可变集合

Swift 中的集合分为可变和不可变两种形式。不可变集合在初始化后其内容无法更改。要创建一个不可变集合，使用 let 关键字将其赋值给常量。相反，如果将集合赋值给变量（使用 var），则该集合是可变的。

Swift 数组初始化

数组是一种专门设计用来在一个有序集合中存储多个值的数据类型。例如，可以创建一个用于存储字符串值列表的数组。严格来说，一个 Swift 数组只能存储相同类型的值。因此，声明为存储字符串的数组不能同时包含整数。不过，也可以创建混合类型的数组，这将在本章稍后展示。数组的类型可以通过类型标注指定，也可以由编译器通过类型推断自动识别。

可以在创建时通过一组值（称为数组字面量）来初始化数组，语法如下：

1var 变量名: [类型] = [值1, 值2, 值3, ……]

以下代码创建了一个赋值给变量的新数组（因此是可变的），并用三个字符串值进行初始化：

1var treeArray = ["Pine", "Oak", "Yew"]

或者，同样的数组也可以通过赋值给常量来创建为不可变的：

1let treeArray = ["Pine", "Oak", "Yew"]

在上述情况下，Swift 编译器会使用类型推断确定数组包含的是 String 类型的值，并防止其他类型值被插入到应用程序的其他位置。

也可以使用类型标注来声明相同的数组：

1var treeArray: [String] = ["Pine", "Oak", "Yew"]

数组在创建时不必立即赋值。以下语法可用于创建一个空数组：

1var 变量名 = [类型]()

例如，以下代码创建了一个用于存储浮点数值的空数组，并将其赋值给名为 priceArray 的变量：

1var priceArray = [Float]()

另一种有用的初始化技术允许数组以指定大小创建，并且每个元素都预先设置为某个默认值：

1var nameArray = [String](repeating: "My String", count: 10)

当编译并执行时，上述代码将创建一个包含 10 个元素的新数组，每个元素初始值均为“My String”。

最后，可以通过将两个现有数组相加（前提是两个数组的元素类型相同）来创建一个新数组。例如：

1let firstArray = ["Red", "Green", "Blue"]
2let secondArray = ["Indigo", "Violet"]
3
4let thirdArray = firstArray + secondArray

在 Swift 中操作数组

一旦数组存在，就可以使用 Swift 提供的大量方法和属性来操作和处理数组内容。以下是部分常用功能：

获取数组元素数量

通过访问数组的 count 属性可以获得数组中项目的数量：

1var treeArray = ["Pine", "Oak", "Yew"]
2var itemCount = treeArray.count
3
4print("项目数量 = \(itemCount)")

判断数组是否为空，可以使用数组的布尔属性 isEmpty：

1var treeArray = [String]()
2
3if treeArray.isEmpty {
4    print("数组为空。")
5} else {
6    print("项目数量 = \(treeArray.count)")
7}

访问数组元素

可以通过索引下标（第一个元素的索引为 0）来访问或修改数组中的特定元素，这种方法称为索引下标访问。以下代码片段输出了数组中索引位置 2 处的字符串值（即 “Yew”）：

1var treeArray = ["Pine", "Oak", "Yew"]
2
3print(treeArray[2])

此方法也可用于替换指定索引位置的值：

1var treeArray = ["Pine", "Oak", "Yew"]
2
3print("第1项 = \(treeArray[1])")
4treeArray[1] = "Redwood"
5print("第1项 = \(treeArray[1])")

上述代码将索引位置 1 的当前值替换为 “Redwood”。

遍历数组

遍历数组中最简单的方法是使用 for-in 循环语法。例如，以下代码遍历一个字符串数组的所有元素，并将每个元素输出到控制台：

1let treeArray = ["Pine", "Oak", "Yew", "Maple", "Birch", "Myrtle"]
2
3for tree in treeArray {
4    print(tree)
5}

相同的效果也可以通过调用数组的 forEach() 方法实现。当对数组调用此方法时，它会遍历每个元素并执行指定的代码。例如：

1let treeArray = ["Pine", "Oak", "Yew", "Maple", "Birch", "Myrtle"]
2
3treeArray.forEach { tree in
4    print(tree)
5}

注意，由于每个元素需要执行的任务是以闭包表达式形式定义的，因此可以利用简写参数名进行优化：

1treeArray.forEach {
2    print($0)
3}

随机元素与打乱顺序

调用数组对象的 shuffled() 方法将返回一个随机重新排列顺序的新数组。例如：

1let shuffledTrees = treeArray.shuffled()

要随机访问数组中的一个元素，只需调用 randomElement() 方法：

1let treeArray: [String] = ["Pine", "Oak", "Yew", "Maple", "Birch", "Myrtle"]
2
3print("随机元素 = \(treeArray.randomElement()!)")
4print("随机元素 = \(treeArray.randomElement()!)")
5print("随机元素 = \(treeArray.randomElement()!)")

向数组添加元素

可以使用 append 方法或 + 和 += 运算符向数组添加元素。例如，以下都是向数组添加元素的有效方式：

1var treeArray = ["Pine", "Oak", "Yew"]
2
3treeArray.append("Redwood")
4treeArray += ["Myrtle"]
5treeArray += ["Elm", "Maple", "Birch"]
6
7for tree in treeArray {
8    print(tree)
9}

插入和删除数组元素

可以通过调用数组的 insert(at:) 方法，在指定索引位置插入新元素。插入操作会保留原有所有元素，相当于将它们向右移动以腾出空间：

1var treeArray = ["Pine", "Oak", "Yew"]
2
3treeArray.insert("Maple", at: 0)
4
5for tree in treeArray {
6    print(tree)
7}

类似地，可以通过调用 remove(at:) 方法删除指定索引位置的元素：

1var treeArray = ["Pine", "Oak", "Yew"]
2
3treeArray.remove(at: 2)
4
5for tree in treeArray {
6    print(tree)
7}

要删除数组的最后一个元素，只需调用数组的 removeLast() 方法：

1var treeArray = ["Pine", "Oak", "Yew"]
2
3treeArray.removeLast()
4
5for tree in treeArray {
6    print(tree)
7}

创建混合类型数组

混合类型数组是指可以包含不同类型元素的数组。显然，如果一个数组被声明或推断为 String 类型，则不能再用于存储非字符串类型的对象实例。然而，考虑到 Swift 提供了 Any 类型，情况变得有趣起来。Any 是 Swift 中一种特殊类型，可用于引用任意非特定类类型的对象。因此，声明为包含 Any 类型元素的数组可以存储多种类型的元素。例如，以下代码声明并初始化了一个包含字符串、整数和双精度浮点数元素的混合数组：

1let mixedArray: [Any] = ["A String", 432, 34.989]

使用 Any 类型需谨慎，因为 Any 会隐藏元素的真实类型，使代码容易出现程序员错误。通常需要手动将 Any 数组中的元素转换为正确的类型才能使用。如果对某个元素进行了错误的类型转换，代码可能在编译时不会报错，但在运行时会崩溃。举个例子，考虑以下混合类型数组：

1let mixedArray: [Any] = [1, 2, 45, "Hello"]

假设我们想遍历数组中的整数元素并将它们乘以 10。实现代码可能是这样的：

1let mixedArray: [Any] = ["A String", 432, 34.989]
2
3for object in mixedArray {
4    print(object * 10)
5}

但编译时会触发语法错误，提示无法对 Any 和 Int 类型的操作数进行乘法运算。

1error: cannot convert value of type 'Any' to expected argument type 'Int'

为消除此错误，必须将数组元素向下转型为 Int 类型：

1let mixedArray: [Any] = ["A String", 432, 34.989]
2
3for object in mixedArray {
4    print(object as! Int * 10)
5}

上述代码可以成功编译，但在遇到第一个非整数元素时将导致程序崩溃，报错如下：

1Could not cast value of type 'Swift.String' (0x7fbc071fca58) to 'Swift.Int' (0x7fbc071fe688).

因此，代码必须修改为能够识别每个元素的具体类型。显然，使用 Any 数组在 Swift 中既有优势也有风险。

课程总结

• 数组在一个有序集合中存储多个值。

• 赋值给常量的数组是不可变的。

• 赋值给变量的数组是可变的。

• 数组可以声明为空，也可以用一组已有元素（称为数组字面量）进行预初始化。

• 可使用一系列属性和方法获取数组信息，并进行访问、添加、打乱和删除元素。

• 通过将元素类型设为 Any 可以声明混合类型数组。这是一种应谨慎使用的技巧。

测验

通过测验检验你对 Swift 数组的理解。

练习

通过以下练习巩固你对 Swift 数组的掌握。

练习 1

编写代码，遍历并显示以下数组中的每个元素：

练习

1let myArray = [1, 4, 6, 12, 5, 3, 6]

解答

1let myArray = [1, 4, 6, 12, 5, 3, 6]
2
3for item in myArray {
4  print(item)
5}

练习 2

添加代码，删除以下数组的最后一个元素：

练习

1var myArray = ["Kia", "Ford", "Audi", "Toyota", "BMW", "Tesla"]
2
3for item in myArray {
4    print(item)
5}

解答

1var myArray = ["Kia", "Ford", "Audi", "Toyota", "BMW", "Tesla"]
2
3myArray.removeLast()
4
5for item in myArray {
6    print(item)
7}

练习 3

创建一个包含 20 个元素的数组，每个元素都为数字 10。

练习

1let myArray = 

解答

1let myArray = [Int](repeating: 10, count: 20)
2
3for item in myArray {
4    print(item)
5}