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Swift5.4 语言指南(七) 集合类型

strengthen 2018-09-29 12:39 原文

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Swift提供了三种主要的集合类型，称为数组，集合和字典，用于存储值的集合。数组是值的有序集合。集是唯一值的无序集合。字典是键-值关联的无序集合。

../_images/CollectionTypes_intro_2x.png

Swift中的数组，集合和字典始终清楚它们可以存储的值和键的类型。这意味着您不能将错误类型的值错误地插入到集合中。这也意味着您可以对将从集合中检索到的值的类型充满信心。

笔记

Swift的数组，集合和字典类型被实现为泛型集合。有关泛型类型和集合的更多信息，请参见泛型。

集合的可变性

如果创建数组，集合或字典，并将其分配给变量，则创建的集合将是mutable。这意味着您可以在创建集合后通过添加，删除或更改集合中的项目来更改（或变异）集合。如果将数组，集合或字典分配给常量，则该集合是不可变的，并且其大小和内容无法更改。

笔记

在不需要更改集合的所有情况下，创建不可变的集合是一个好习惯。这样做可以使您更轻松地推理代码，并使Swift编译器可以优化创建的集合的性能。

数组

一个阵列存储值在有序列表中的相同类型的。同一值可以在数组中的不同位置多次出现。

笔记

Swift的Array类型被桥接到Foundation的NSArray类。

有关Array与Foundation和Cocoa一起使用的更多信息，请参见Array和NSArray之间的桥接。

数组类型简写语法

Swift数组的类型完整写为Array<Element>，其中Element是允许存储数组的值的类型。您也可以将简写形式的数组类型编写为[Element]。尽管这两种形式在功能上是相同的，但速写形式是首选，在引用数组的类型时，本指南通篇使用速记形式。

创建一个空数组

您可以使用初始化语法创建某种类型的空数组：

  1. var someInts = [Int]()
  2. print("someInts is of type [Int] with \(someInts.count) items.")
  3. // Prints "someInts is of type [Int] with 0 items."

请注意，someInts变量[Int]的类型是从初始化程序的类型推断出来的。

或者，如果上下文已经提供了类型信息，例如函数参数或已经键入的变量或常量，则可以创建一个空数组，其中包含一个空数组文字，写为[]（一个空的方括号对）：

  1. someInts.append(3)
  2. // someInts now contains 1 value of type Int
  3. someInts = []
  4. // someInts is now an empty array, but is still of type [Int]

创建具有默认值的数组

Swift的Array类型还提供了一个初始化程序，用于创建一个特定大小的数组，并将其所有值都设置为相同的默认值。您向初始化程序传递了适当类型的默认值（称为repeating）：以及该值在新数组中重复的次数（称为count）：

  1. var threeDoubles = Array(repeating: 0.0, count: 3)
  2. // threeDoubles is of type [Double], and equals [0.0, 0.0, 0.0]

通过将两个数组加在一起来创建数组

您可以使用加法运算符（+）将两个具有兼容类型的现有数组加在一起，从而创建一个新数组。从添加到一起的两个数组的类型可以推断出新数组的类型：

  1. var anotherThreeDoubles = Array(repeating: 2.5, count: 3)
  2. // anotherThreeDoubles is of type [Double], and equals [2.5, 2.5, 2.5]
  4. var sixDoubles = threeDoubles + anotherThreeDoubles
  5. // sixDoubles is inferred as [Double], and equals [0.0, 0.0, 0.0, 2.5, 2.5, 2.5]

使用数组文字创建数组

您还可以使用数组常量初始化数组，这是将一个或多个值写为数组集合的一种简便方法。数组文字被写为一个值列表，以逗号分隔，并用一对方括号括起来：

  1. [value 1, value 2, value 3]

下面的示例创建一个名为shoppingList存储String值的数组：

  1. var shoppingList: [String] = ["Eggs", "Milk"]
  2. // shoppingList has been initialized with two initial items

将该shoppingList变量声明为“字符串值数组”，写为[String]。由于此特定数组将值类型指定为String，因此String仅允许存储值。在此，shoppingList使用两个String值（"Eggs"和"Milk"）初始化数组，并将其写入数组文字中。

笔记

由于在下面的示例中将更多商品添加到购物清单，因此该shoppingList数组被声明为变量（带有var介绍者），而不是常量（带有let介绍者）。

在这种情况下，数组文字包含两个String值，而没有其他值。这与shoppingList变量声明的类型（只能包含String值的数组）匹配，因此，允许使用数组文字的赋值作为shoppingList使用两个初始项进行初始化的方式。

借助Swift的类型推断，如果使用包含相同类型值的数组文字进行初始化，则不必编写数组的类型。的初始化shoppingList可能以较短的形式写成：

  1. var shoppingList = ["Eggs", "Milk"]

因为数组文字中的所有值都是相同的类型，所以Swift可以推断出[String]该shoppingList变量是正确的类型。

访问和修改数组

您可以通过数组的方法和属性或使用下标语法来访问和修改数组。

要找出数组中的项目数，请检查其只读count属性：

  1. print("The shopping list contains \(shoppingList.count) items.")
  2. // Prints "The shopping list contains 2 items."

使用BooleanisEmpty属性作为检查该count属性是否等于的快捷方式0：

  1. if shoppingList.isEmpty {
  2. print("The shopping list is empty.")
  3. } else {
  4. print("The shopping list isn't empty.")
  5. }
  6. // Prints "The shopping list isn't empty."

您可以通过调用数组的append(_:)方法将新项目添加到数组的末尾：

  1. shoppingList.append("Flour")
  2. // shoppingList now contains 3 items, and someone is making pancakes

或者，在附加赋值运算符（+=）后面附加一个或多个兼容项的数组：

  1. shoppingList += ["Baking Powder"]
  2. // shoppingList now contains 4 items
  3. shoppingList += ["Chocolate Spread", "Cheese", "Butter"]
  4. // shoppingList now contains 7 items

通过使用下标语法从数组中检索一个值，在数组名称后紧接着在方括号内传递要检索的值的索引：

  1. var firstItem = shoppingList[0]
  2. // firstItem is equal to "Eggs"

笔记

数组中的第一项索引为0，而不是1。Swift中的数组始终为零索引。

您可以使用下标语法来更改给定索引处的现有值：

  1. shoppingList[0] = "Six eggs"
  2. // the first item in the list is now equal to "Six eggs" rather than "Eggs"

使用下标语法时，您指定的索引必须有效。例如，编写尝试将项目追加到数组末尾的操作会导致运行时错误。shoppingList[shoppingList.count] = "Salt"

您也可以使用下标语法立即更改值的范围，即使替换值集的长度与要替换的范围的长度不同。下面的示例替换，以及与和："Chocolate Spread""Cheese""Butter""Bananas""Apples"

  1. shoppingList[4...6] = ["Bananas", "Apples"]
  2. // shoppingList now contains 6 items

要将项目以指定的索引插入数组，请调用数组的insert(_:at:)方法：

  1. shoppingList.insert("Maple Syrup", at: 0)
  2. // shoppingList now contains 7 items
  3. // "Maple Syrup" is now the first item in the list

对该insert(_:at:)方法的调用会在购物清单的最开头插入一个值为的新商品，该商品的索引为。"Maple Syrup"0

同样，您可以使用remove(at:)方法从数组中删除一个项目。此方法将删除指定索引处的项目并返回已删除的项目（尽管如果不需要，您可以忽略返回的值）：

  1. let mapleSyrup = shoppingList.remove(at: 0)
  2. // the item that was at index 0 has just been removed
  3. // shoppingList now contains 6 items, and no Maple Syrup
  4. // the mapleSyrup constant is now equal to the removed "Maple Syrup" string

笔记

如果尝试访问或修改数组现有范围之外的索引值，则会触发运行时错误。您可以通过将索引与数组的count属性进行比较来检查索引是否有效。在阵列中的最大有效的索引是因为数组是从零然而索引，当被（意味着数组为空），没有有效的索引。count - 1count0

删除项目后，数组中的所有间隙都将关闭，因此index的值0再次等于："Six eggs"

  1. firstItem = shoppingList[0]
  2. // firstItem is now equal to "Six eggs"

如果要从数组中删除最后一项，请使用removeLast()方法而不是remove(at:)方法来避免查询数组的count属性。与remove(at:)方法一样，removeLast()返回删除的项目：

  1. let apples = shoppingList.removeLast()
  2. // the last item in the array has just been removed
  3. // shoppingList now contains 5 items, and no apples
  4. // the apples constant is now equal to the removed "Apples" string

遍历数组

可以遍历整个集合值与数组for-in循环：

  1. for item in shoppingList {
  2. print(item)
  3. }
  4. // Six eggs
  5. // Milk
  6. // Flour
  7. // Baking Powder
  8. // Bananas

如果需要每个项目的整数索引及其值，请使用enumerated()方法来遍历数组。对于数组中的每个项目，该enumerated()方法都返回一个由整数和该项目组成的元组。整数从零开始，每一项加一。如果您对整个数组进行枚举，则这些整数与项的索引匹配。您可以在迭代过程中将元组分解为临时常量或变量：

  1. for (index, value) in shoppingList.enumerated() {
  2. print("Item \(index + 1): \(value)")
  3. }
  4. // Item 1: Six eggs
  5. // Item 2: Milk
  6. // Item 3: Flour
  7. // Item 4: Baking Powder
  8. // Item 5: Bananas

欲了解更多有关for-in循环，见为，在循环中。

套

甲组存储不同集合中没有定义排序的相同类型的值。当项目的顺序不重要时，或者需要确保某个项目仅出现一次时，可以使用集合而不是数组。

笔记

Swift的Set类型被桥接到Foundation的NSSet类。

有关Set与Foundation和Cocoa一起使用的更多信息，请参见Set和NSSet之间的桥接。

集合类型的哈希值

类型必须是可哈希的才能存储在集合中，也就是说，该类型必须提供一种为其自身计算哈希值的方法。哈希值是Int对于相等比较的所有对象都相同的值，例如，如果，则的哈希值等于的哈希值。a == bab

所有斯威夫特的基本类型（例如String，Int，Double，和Bool）默认情况下可哈希，并可以作为设定值类型或字典密钥类型。默认情况下，没有关联值的枚举案例值（如Enumerations中所述）也是可哈希的。

笔记

通过使它们符合HashableSwift标准库中的协议，可以将自己的自定义类型用作设置值类型或字典键类型。有关实现所需hash(into:)方法的信息，请参见Hashable。有关符合协议的信息，请参阅协议。

设置类型语法

Swift集的类型写为Set<Element>，其中Element是该集允许存储的类型。与数组不同，集合没有等效的速记形式。

创建和初始化一个空集

您可以使用初始化语法创建一个特定类型的空集：

  1. var letters = Set<Character>()
  2. print("letters is of type Set<Character> with \(letters.count) items.")
  3. // Prints "letters is of type Set<Character> with 0 items."

笔记

的类型的letters变量被推断为Set<Character>，从初始的类型。

或者，如果上下文已经提供了类型信息，例如函数参数或已经键入的变量或常量，则可以使用空数组文字创建一个空集：

  1. letters.insert("a")
  2. // letters now contains 1 value of type Character
  3. letters = []
  4. // letters is now an empty set, but is still of type Set<Character>

使用数组文字创建集合

您还可以使用数组文字初始化集合，这是将一个或多个值写为集合的一种简便方法。

下面的示例创建一个名为favoriteGenres存储String值的集合：

  1. var favoriteGenres: Set<String> = ["Rock", "Classical", "Hip hop"]
  2. // favoriteGenres has been initialized with three initial items

将该favoriteGenres变量声明为“一组String值”，写为Set<String>。由于此特定集合将值类型指定为String，因此仅允许存储String值。在此，favoriteGenres集合被初始化具有三个String值（"Rock"，"Classical"，和），阵列字面内写入。"Hip hop"

笔记

因为在以下示例中添加和删除了项，所以该favoriteGenres集合被声明为变量（带有var引入程序）而不是常量（带有let引入程序）。

不能仅从数组文字中推断出集合类型，因此Set必须显式声明该类型。但是，由于Swift的类型推断，如果使用仅包含一种类型值的数组文字进行初始化，则不必编写集合元素的类型。的初始化favoriteGenres可能以较短的形式写成：

  1. var favoriteGenres: Set = ["Rock", "Classical", "Hip hop"]

因为数组文字中的所有值都是相同的类型，所以Swift可以推断出Set<String>该favoriteGenres变量是正确的类型。

访问和修改集合

您可以通过集合的方法和属性来访问和修改集合。

要找出集合中的项目数，请检查其只读count属性：

  1. print("I have \(favoriteGenres.count) favorite music genres.")
  2. // Prints "I have 3 favorite music genres."

使用BooleanisEmpty属性作为检查该count属性是否等于的快捷方式0：

  1. if favoriteGenres.isEmpty {
  2. print("As far as music goes, I'm not picky.")
  3. } else {
  4. print("I have particular music preferences.")
  5. }
  6. // Prints "I have particular music preferences."

您可以通过调用集合的insert(_:)方法将新项目添加到集合中：

  1. favoriteGenres.insert("Jazz")
  2. // favoriteGenres now contains 4 items

您可以通过调用集合的remove(_:)方法从集合中删除项目，该方法将删除该项目（如果它是集合的成员），并返回删除的值，或者nil如果集合中不包含该值，则返回该值。或者，可以使用其removeAll()方法删除集合中的所有项目。

  1. if let removedGenre = favoriteGenres.remove("Rock") {
  2. print("\(removedGenre)? I'm over it.")
  3. } else {
  4. print("I never much cared for that.")
  5. }
  6. // Prints "Rock? I'm over it."

若要检查集合是否包含特定项目，请使用contains(_:)方法。

  1. if favoriteGenres.contains("Funk") {
  2. print("I get up on the good foot.")
  3. } else {
  4. print("It's too funky in here.")
  5. }
  6. // Prints "It's too funky in here."

遍历一组

您可以使用for-in循环遍历集合中的值。

  1. for genre in favoriteGenres {
  2. print("\(genre)")
  3. }
  4. // Classical
  5. // Jazz
  6. // Hip hop

欲了解更多有关for-in循环，见为，在循环中。

Swift的Set类型没有定义的顺序。若要按特定顺序遍历集合的值，请使用sorted()方法，该方法将集合的元素作为使用<操作符排序的数组返回。

  1. for genre in favoriteGenres.sorted() {
  2. print("\(genre)")
  3. }
  4. // Classical
  5. // Hip hop
  6. // Jazz

执行集合操作

您可以有效地执行基本的集合操作，例如将两个集合组合在一起，确定两个集合具有哪些共同的值，或者确定两个集合是否包含全部，部分或不包含相同的值。

基本设置操作

下图描绘了两个集合-a和b-，其中各个集合操作的结果由阴影区域表示。

../_images/setVennDiagram_2x.png
  • 使用该intersection(_:)方法创建仅具有两个集合共有的值的新集合。
  • 使用该symmetricDifference(_:)方法创建一个新集合，其中任一集合中都有值，但不能同时包含两者。
  • 使用该union(_:)方法创建一个包含两个集合中所有值的新集合。
  • 使用该subtracting(_:)方法创建一个新集合，其值不在指定集合中。
  1. let oddDigits: Set = [1, 3, 5, 7, 9]
  2. let evenDigits: Set = [0, 2, 4, 6, 8]
  3. let singleDigitPrimeNumbers: Set = [2, 3, 5, 7]
  5. oddDigits.union(evenDigits).sorted()
  6. // [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
  7. oddDigits.intersection(evenDigits).sorted()
  8. // []
  9. oddDigits.subtracting(singleDigitPrimeNumbers).sorted()
  10. // [1, 9]
  11. oddDigits.symmetricDifference(singleDigitPrimeNumbers).sorted()
  12. // [1, 2, 9]

设置成员资格和平等

下图描述了和的三个集合a，b其中c重叠的区域表示集合之间共享的元素。Seta是set的超集b，因为它a包含中的所有元素b。相反，setb是set的子集a，因为inb中的所有元素也包含在中a。集b和集c彼此不相交，因为它们没有共同的元素。

../_images/setEulerDiagram_2x.png
  • 使用“等于”运算符（==）确定两组是否包含所有相同的值。
  • 使用该isSubset(of:)方法确定集合中的所有值是否都包含在指定集合中。
  • 使用该isSuperset(of:)方法确定集合是否包含指定集合中的所有值。
  • 使用isStrictSubset(of:)或isStrictSuperset(of:)方法来确定集合是子集还是超集，但不等于指定的集。
  • 使用该isDisjoint(with:)方法确定两个集合是否没有共同的值。
  1. let houseAnimals: Set = ["

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