可空链式调用(Optional Chaining)


1.0 翻译:Jasonbroker 校对:numbbbbb, stanzhai

2.0 翻译+校对:lyojo

可空链式调用(Optional Chaining)是一种可以请求和调用属性、方法及下标的过程,它的可空性体现于请求或调用的目标当前可能为空(nil)。如果可空的目标有值,那么调用就会成功;如果选择的目标为空(nil),那么这种调用将返回空(nil)。多个连续的调用可以被链接在一起形成一个调用链,如果其中任何一个节点为空(nil)将导致整个链调用失败。

> 注意: Swift 的可空链式调用和 Objective-C 中的消息为空有些相像,但是 Swift 可以使用在任意类型中,并且能够检查调用是否成功。

使用可空链式调用来强制展开

通过在想调用非空的属性、方法、或下标的可空值(optional value)后面放一个问号,可以定义一个可空链。这一点很像在可空值后面放一个叹号(!)来强制展开其中值。它们的主要的区别在于当可空值为空时可空链式只是调用失败,然而强制展开将会触发运行时错误。

为了反映可空链式调用可以在空对象(nil)上调用,不论这个调用的属性、方法、下标等返回的值是不是可空值,它的返回结果都是一个可空值。你可以利用这个返回值来判断你的可空链式调用是否调用成功,如果调用有返回值则说明调用成功,返回nil则说明调用失败。

特别地,可空链式调用的返回结果与原本的返回结果具有相同的类型,但是被包装成了一个可空类型值。当可空链式调用成功时,一个本应该返回Int的类型的结果将会返回Int?类型。

下面几段代码将解释可空链式调用和强制展开的不同。 首先定义两个类PersonResidence

class Person {
    var residence: Residence?
}

class Residence {
    var numberOfRooms = 1
}

Residence有一个Int类型的属性numberOfRooms,其默认值为1。Person具有一个可空的residence属性,其类型为Residence?

如果创建一个新的Person实例,因为它的residence属性是可空的,john属性将初始化为nil

let john = Person()

如果使用叹号(!)强制展开获得这个johnresidence属性中的numberOfRooms值,会触发运行时错误,因为这时没有可以展开的residence

let roomCount = john.residence!.numberOfRooms
// this triggers a runtime error

john.residence非空的时候,上面的调用成功,并且把roomCount设置为Int类型的房间数量。正如上面说到的,当residence为空的时候上面这段代码会触发运行时错误。

可空链式调用提供了一种另一种访问numberOfRooms的方法,使用问号(?)来代替原来叹号(!)的位置:

if let roomCount = john.residence?.numberOfRooms {
    print("John's residence has \(roomCount) room(s).")
} else {
    print("Unable to retrieve the number of rooms.")
}
// prints "Unable to retrieve the number of rooms."

residence后面添加问号之后,Swift就会在residence不为空的情况下访问numberOfRooms

因为访问numberOfRooms有可能失败,可空链式调用会返回Int?类型,或称为“可空的Int”。如上例所示,当residencenil的时候,可空的Int将会为nil,表明无法访问numberOfRooms

要注意的是,即使numberOfRooms是不可空的Int时,这一点也成立。只要是通过可空链式调用就意味着最后numberOfRooms返回一个Int?而不是Int

通过赋给john.residence一个Residence的实例变量:

john.residence = Residence()

这样john.residence不为nil了。现在就可以正常访问john.residence.numberOfRooms,其值为默认的1,类型为Int?

if let roomCount = john.residence?.numberOfRooms {
    print("John's residence has \(roomCount) room(s).")
} else {
    print("Unable to retrieve the number of rooms.")
}
// prints "John's residence has 1 room(s)."

为可空链式调用定义模型类

通过使用可空链式调用可以调用多层属性,方法,和下标。这样可以通过各种模型向下访问各种子属性。并且判断能否访问子属性的属性,方法或下标。

下面这段代码定义了四个模型类,这些例子包括多层可空链式调用。为了方便说明,在PersonResidence的基础上增加了RoomAddress,以及相关的属性,方法以及下标。

Person类定义基本保持不变:

class Person {
    var residence: Residence?
}

Residence类比之前复杂些,增加了一个Room类型的空数组room

class Residence {
    var rooms = [Room]()
    var numberOfRooms: Int {
        return rooms.count
    }
    subscript(i: Int) -> Room {
        get {
            return rooms[i]
        }
        set {
            rooms[i] = newValue
        }
    }
    func printNumberOfRooms() {
        print("The number of rooms is \(numberOfRooms)")
    }
    var address: Address?
}

现在Residence有了一个存储Room类型的数组,numberOfRooms属性需要计算,而不是作为单纯的变量。计算后的numberOfRooms返回rooms数组的count属性值。现在的Residence还提供访问rooms数组的快捷方式, 通过可读写的下标来访问指定位置的数组元素。此外,还提供printNumberOfRooms方法,这个方法的作用就是输出这个房子中房间的数量。最后,Residence定义了一个可空属性address,其类型为Address?Address类的定义在下面会说明。

Room是一个简单类,只包含一个属性name,以及一个初始化函数:

class Room {
    let name: String
    init(name: String) { self.name = name }
}

最后一个类是Address,这个类有三个String?类型的可空属性。buildingName以及buildingNumber属性表示建筑的名称和号码,用来表示某个特定的建筑。第三个属性表示建筑所在街道的名称:

class Address {
    var buildingName: String?
    var buildingNumber: String?
    var street: String?
    func buildingIdentifier() -> String? {
        if buildingName != nil {
            return buildingName
        } else if buildingNumber != nil {
            return buildingNumber
        } else {
            return nil
        }
    }
}

Address提供buildingIdentifier()方法,返回值为String?。 如果buildingName不为空则返回buildingName, 如果buildingNumber不为空则返回buildingNumber。如果这两个属性都为空则返回nil

通过可空链式调用访问属性

正如使用可空链式调用来强制展开中所述,可以通过可空链式调用访问属性的可空值,并且判断访问是否成功。

下面的代码创建了一个Person实例,然后访问numberOfRooms属性:

let john = Person()
if let roomCount = john.residence?.numberOfRooms {
    print("John's residence has \(roomCount) room(s).")
} else {
    print("Unable to retrieve the number of rooms.")
}
// prints "Unable to retrieve the number of rooms."

因为john.residencenil,所以毫无疑问这个可空链式调用失败。

通过可空链式调用来设定属性值:

let someAddress = Address()
someAddress.buildingNumber = "29"
someAddress.street = "Acacia Road"
john.residence?.address = someAddress

在这个例子中,通过john.residence来设定address属性也是不行的,因为john.residencenil

通过可空链式调用来调用方法

可以通过可空链式调用来调用方法,并判断是否调用成功,即使这个方法没有返回值。 Residence中的printNumberOfRooms()方法输出当前的numberOfRooms值:

func printNumberOfRooms() {
    print("The number of rooms is \(numberOfRooms)")
}

这个方法没有返回值。但是没有返回值的方法隐式返回Void类型,如无返回值函数中所述。这意味着没有返回值的方法也会返回()或者空的元组。

如果在可空值上通过可空链式调用来调用这个方法,这个方法的返回类型为Void?,而不是Void,因为通过可空链式调用得到的返回值都是可空的。这样我们就可以使用if语句来判断能否成功调用printNumberOfRooms()方法,即使方法本身没有定义返回值。通过返回值是否为nil可以判断调用是否成功:

if john.residence?.printNumberOfRooms() != nil {
    print("It was possible to print the number of rooms.")
} else {
    print("It was not possible to print the number of rooms.")
}
// prints "It was not possible to print the number of rooms."

同样的,可以判断通过可空链式调用来给属性赋值是否成功。在上面的例子中,我们尝试给john.residence中的address属性赋值,即使residencenil。通过可空链式调用给属性赋值会返回Void?,通过判断返回值是否为nil可以知道赋值是否成功:

if (john.residence?.address = someAddress) != nil {
    print("It was possible to set the address.")
} else {
    print("It was not possible to set the address.")
}
// prints "It was not possible to set the address."

通过可空链式调用来访问下标

通过可空链式调用,我们可以用下标来对可空值进行读取或写入,并且判断下标调用是否成功。 > 注意: 当通过可空链式调用访问可空值的下标的时候,应该将问号放在下标方括号的前面而不是后面。可空链式调用的问号一般直接跟在可空表达式的后面。

下面这个例子用下标访问john.residencerooms数组中第一个房间的名称,因为john.residencenil,所以下标调用毫无疑问失败了:

if let firstRoomName = john.residence?[0].name {
    print("The first room name is \(firstRoomName).")
} else {
    print("Unable to retrieve the first room name.")
}
// prints "Unable to retrieve the first room name."

在这个例子中,问号直接放在john.residence的后面,并且在方括号的前面,因为john.residence是可空值。

类似的,可以通过下标,用可空链式调用来赋值:

john.residence?[0] = Room(name: "Bathroom")

这次赋值同样会失败,因为residence目前是nil

如果你创建一个Residence实例,添加一些Room实例并赋值给john.residence,那就可以通过可选链和下标来访问数组中的元素:

let johnsHouse = Residence()
johnsHouse.rooms.append(Room(name: "Living Room"))
johnsHouse.rooms.append(Room(name: "Kitchen"))
john.residence = johnsHouse

if let firstRoomName = john.residence?[0].name {
    print("The first room name is \(firstRoomName).")
} else {
    print("Unable to retrieve the first room name.")
}
// prints "The first room name is Living Room."

访问可空类型的下标:

如果下标返回可空类型值,比如Swift中Dictionarykey下标。可以在下标的闭合括号后面放一个问号来链接下标的可空返回值:

var testScores = ["Dave": [86, 82, 84], "Bev": [79, 94, 81]]
testScores["Dave"]?[0] = 91
testScores["Bev"]?[0]++
testScores["Brian"]?[0] = 72
// the "Dave" array is now [91, 82, 84] and the "Bev" array is now [80, 94, 81]

上面的例子中定义了一个testScores数组,包含了两个键值对, 把String类型的key映射到一个整形数组。这个例子用可空链式调用把“Dave”数组中第一个元素设为91,把”Bev”数组的第一个元素+1,然后尝试把”Brian”数组中的第一个元素设为72。前两个调用是成功的,因为这两个key存在。但是key“Brian”在字典中不存在,所以第三个调用失败。

多层链接

可以通过多个链接多个可空链式调用来向下访问属性,方法以及下标。但是多层可空链式调用不会添加返回值的可空性。

也就是说:

  • 如果你访问的值不是可空的,通过可空链式调用将会放回可空值。
  • 如果你访问的值已经是可空的,通过可空链式调用不会变得“更”可空。

因此:

  • 通过可空链式调用访问一个Int值,将会返回Int?,不过进行了多少次可空链式调用。
  • 类似的,通过可空链式调用访问Int?值,并不会变得更加可空。

下面的例子访问john中的residence中的address中的street属性。这里使用了两层可空链式调用,residence以及address,这两个都是可空值。

if let johnsStreet = john.residence?.address?.street {
    print("John's street name is \(johnsStreet).")
} else {
    print("Unable to retrieve the address.")
}
// prints "Unable to retrieve the address."

john.residence包含Residence实例,但是john.residence.addressnil。因此,不能访问john.residence?.address?.street

需要注意的是,上面的例子中,street的属性为String?john.residence?.address?.street的返回值也依然是String?,即使已经进行了两次可空的链式调用。

如果把john.residence.address指向一个实例,并且为address中的street属性赋值,我们就能过通过可空链式调用来访问street属性。

let johnsAddress = Address()
johnsAddress.buildingName = "The Larches"
johnsAddress.street = "Laurel Street"
john.residence?.address = johnsAddress

if let johnsStreet = john.residence?.address?.street {
    print("John's street name is \(johnsStreet).")
} else {
    print("Unable to retrieve the address.")
}
// prints "John's street name is Laurel Street."

在上面的例子中,因为john.residence是一个可用的Residence实例,所以对john.residenceaddress属性赋值成功。

对返回可空值的函数进行链接

上面的例子说明了如何通过可空链式调用来获取可空属性值。我们还可以通过可空链式调用来调用返回可空值的方法,并且可以继续对可空值进行链接。

在下面的例子中,通过可空链式调用来调用AddressbuildingIdentifier()方法。这个方法返回String?类型。正如上面所说,通过可空链式调用的方法的最终返回值还是String?

if let buildingIdentifier = john.residence?.address?.buildingIdentifier() {
    print("John's building identifier is \(buildingIdentifier).")
}
// prints "John's building identifier is The Larches."

如果要进一步对方法的返回值进行可空链式调用,在方法buildingIdentifier()的圆括号后面加上问号:

if let beginsWithThe =
    john.residence?.address?.buildingIdentifier()?.hasPrefix("The") {
        if beginsWithThe {
            print("John's building identifier begins with \"The\".")
        } else {
            print("John's building identifier does not begin with \"The\".")
        }
}
// prints "John's building identifier begins with "The"."

注意: 在上面的例子中在,在方法的圆括号后面加上问号是因为buildingIdentifier()的返回值是可空值,而不是方法本身是可空的。