11.6　可选类型与可选链

11.6　可选类型与可选链
- 11.6.1　可选类型
- 11.6.2　可选链

有时候我们在Swift程序表达式中会看到“?”和“!”等符号，它们代表什么含义呢？这些符号都与可选类型相关，这一节我们就来详细介绍一下。

11.6.1　可选类型

有时候我们使用一个变量或常量，它保存的值可能有也可能没有。例如下列代码：

func divide(n1 : Int, n2 : Int) ->Double? {               ①
    if n2 == 0 {
        return nil                                        ②
    }
    return Double(n1)/Double(n2)
}
let result : Double? = divide(100, 200)                   ③

上述代码第①行使用了divide函数进行除法运算，在第二个参数n2为零的情况下，函数返回nil，所以第③行代码获得函数返回值要么有值，要么没有值（等于nil的情况）。为了能够接收这种不确定的返回值，我们需要在类型后面加上问号（?），表示该类型是可选类型，在本例中是Double?。

可选绑定

可选类型可以用于判断，如下代码所示：

if let result2 : Double? = divide(100, 0) {               ①
    println("Success.")
} else {
    println("failure.")
}

我们在第①行调用函数进行计算，然后把结果直接赋值给变量或常量。如果result2不等于nil，则if语句的逻辑表达式为true。以上代码的判断输出结果如下：

failure.

这种可选类型在if或while语句中赋值并进行判断的写法，叫做可选绑定。

强制拆封

如果我们能确定可选类型一定有值，那么在读取它的时候，可以在可选类型的后面加一个感叹号（!）来获取该值。这种感叹号的表示方式称为可选值的强制拆封（forced unwrapping）。如下代码所示：

let result1 : Double? = divide(100, 200)
println(result1!)

println(result1!)语句中的result1!就进行了强制拆封。

隐式拆封

为了能够方便地访问可选类型，我们可以将可选类型后面的问号（?）换成感叹号（!），这种可选类型在拆封时变量或常量后面不加感叹号（!）的表示方式称为隐式拆封。如下代码所示：

let result3 : Double! = divide(100, 200)
println(result3)

在变量或常量声明的时候，数据类型Double 后面跟的是感叹号（!）而不是问号（?），在拆封的时候，变量或常量后面不用加感叹号（!），这就是隐式拆封。隐式拆封的变量或常量使用起来就像普通变量或常量一样，你也可以把它看成是普通的变量或常量。

11.6.2　可选链

在介绍可选链之前，我们先看一个类图（见图11-2）。

图 11-2　关联关系的类图

这个类图在图11-1类图的基础上增加了公司类（Company），把Department修改为类。它们之间是典型的关联关系类图。这些类一般都是实体类，实体类是系统中的人、事、物。Employee通过dept属性与Department关联，Department通过comp属性与Company关联。

下面看示例代码：

class Employee {                               ①
    var no : Int = 0
    var name : String = "Tony"
    var job : String?
    var salary : Double = 0
    var dept : Department = Department()       ②
}
class Department {                             ③
    var no : Int = 10
    var name : String = "SALES"
    var comp : Company = Company()             ④
}
class Company {                                ⑤
    var no : Int = 1000
    var name : String = "EOrient"
}
var emp = Employee()                           ⑥
println(emp.dept.comp.name)                    ⑦

上述代码第①行定义了Employee类，第③行定义了Department类，第⑤行定义了Company类。第②行代码var dept : Department = Department()关联到Department类。第④行代码var comp : Company = Company()关联到Company类。

给定一个Employee实例（见第⑥行代码），通过第⑦行代码emp.dept.comp.name可以引用到Company实例，形成一个引用的链条，但是这个“链条”任何一个环节“断裂”（为nil）都无法引用到最后的目标（Company实例）。

事实上，第②行代码是使用Department()构造器实例化dept属性的，这说明给定一个Employee实例，一定会有一个Department与其关联。但是现实世界并非如此，一个新入职的员工未必有部门，这种关联关系有可能有值，也有可能没有值，我们需要使用可选类型（Department?）声明dept属性。第④行代码的comp属性也是类似的。

修改代码如下：

class Employee {
    var no : Int = 0
    var name : String = "Tony"
    var job : String?
    var salary : Double = 0
    var dept : Department?                ①
}
class Department {
    var no : Int = 10
    var name : String = "SALES"
    var comp : Company?                   ②
}
class Company {
    var no : Int = 1000
    var name : String = "EOrient"
}

在第①行代码中声明dept为Department?可选类型，第②行代码声明comp为Company? 可选类型。那么原来的引用方式emp.dept.comp.name已经不能应对可选类型了。我们在前面介绍过可选类型的引用，可以使用感叹号（!）进行强制拆封，代码修改如下：

println(emp.dept!.comp!.name)

但是强制拆封有一个弊端，如果可选链中某个环节为nil，将会导致代码运行时错误。我们可以采用更加“温柔”的引用方式，使用问号（?）来代替原来感叹号（!）的位置，如下所示：

println(emp.dept?.comp?.name)

问号（?）表示引用的时候，如果某个环节为nil，它不会抛出错误，而是会把nil返回给引用者。这种由问号（?）引用可选类型的方式就是可选链。

可选链是一种“温柔”的引用方式，它的引用目标不仅仅是属性，还可以是方法、下标和嵌套类型等。

下面我们看一个具有嵌套类型的示例：

class Employee {
    var no : Int = 0
    var name : String = ""
    var job : String = ""
    var salary : Double = 0
    var dept : Department?                 ①
    struct Department {                    ②
        var no : Int = 10
        var name : String = "SALES"
    }
}
var emp = Employee()
println(emp.dept?.name)                    ③

上述代码第①行定义可选类型Department?的属性dept，Department是嵌套结构体类型。在第③行采用可选链方式引用。

输出结果为nil，这是因为emp.dept环节为nil。如果把第①行代码修改一下：

var dept : Department? = Department()

则输出结果为SALES。这说明可选链可以到达目标name。

至于如何为其他类型加可选链，我们会在后面的学习过程中逐个介绍。

本节在介绍可选类型和可选链时，多次使用了问号（?）和感叹号（!），但是它们的含义是不同的，下面我们详细说明一下。

可选类型中的问号（?）

声明这个类型是可选类型，访问这种类型的变量或常量时要使用感叹号（!），下列代码是强制拆封：

let result1 : Double? = divide(100, 200)                  //声明可选类型
println(result1!)                                         //强制拆封取值

可选类型中的感叹号（!）

声明这个类型也是可选类型，但是访问这种类型的变量或常量时可以不使用感叹号（!），下列代码是隐式拆封：

let result3 : Double? = divide(100, 200)                  //声明可选类型
println(result3)                                          //隐式拆封取值

可选链中的感叹号（!）

多个对象具有关联关系，当从一个对象引用另外对象的方式、属性和下标等成员时就会形成引用链，由于这个“链条”某些环节可能有值，也可能没有值，因此需要采用如下方式访问：

emp.dept!.comp!.name

可选链中的问号（?）

在可选链中使用感叹号（!）访问时，一旦“链条”某些环节没有值，程序就会发生异常，于是我们把感叹号（!）改为问号（?），代码如下所示：

emp.dept?.comp?.name

这样某些环节没有值的时候返回nil，程序不会发生异常。

11.6 可选类型与可选链