Swift中的可选类型?和隐式可选类型!的深入理解

可选类型、隐式可选类型

在Swift中，可选类型其根源是一个枚举型，里面有None和Some两种类型。其实所谓的nil就是Optional.None, 非nil就是Optional.Some, 然后会通过Some(T)包装（wrap）原始值，这也是为什么在使用Optional的时候要拆包（从enum里取出来原始值）的原因,
也是PlayGround会把Optional值显示为类似{Some "hello world"}的原因，这里是enum Optional的定义：

[cpp]
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enum Optional<T> : LogicValue, Reflectable {  
    case None  
    case Some(T)  
    init()  
    init(_ some: T)  
  
    /// Allow use in a Boolean context.  
    func getLogicValue() -> Bool  
  
    /// Haskell's fmap, which was mis-named  
    func map<U>(f: (T) -> U) -> U?  
    func getMirror() -> Mirror  
}  

语法使用“？”操作符及"!"号操作符

如：“var optionalString: String? = "Hello"

optionalString == nil

 

var optionalName: String? = "John Appleseed"

var greeting = "Hello!"

if let name = optionalName {

    greeting = "Hello, \(name)"

}”

大家把optionalName改为nil时看一下会有什么结果？按照理解，应该是？ ＝ 后的为可选值，即当我们的的变量为nil时，这里如果有？＝操作，则会使用？＝后的值作为默认值，而不会为nil. 这个等有环境时，验证一下。

经验证：

分别执行：

[cpp]
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var optional :String? = "ok good";//注意?与＝号之间有空格?号紧贴最后一个字母不能有空格  
println(optional)  

输出为：

ok good
与

[cpp]
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var optional :String?//注意?与＝号之间有空格?号紧贴最后一个字母不能有空格  
println(optional)  

输出为：
nil

来看下！号，官方释为隐式解包：主要用在一个变量/常量在定义瞬间完成之后值一定会存在的情况。这主要用在类的初始化过程中。

官风例子：

[cpp]
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let possibleString: String? = "An optional string."  
println(possibleString!) // requires an exclamation mark to access its value  
// prints "An optional string."  
  
let assumedString: String! = "An implicitly unwrapped optional string."  
println(assumedString) // no exclamation mark is needed to access its value  

实说话，你照这个例子运行，还真看不出什么，得不出什么结论。因此我自己Ｚ磨着，试着理解一个英文翻译。再自己操刀练习。得出下面的一些结论。

[cpp]
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var optionVariables:String? //?相当于下面这种写法的语法糖  
//var optionVariables : Optional<Int>  
let value = optionVariables?.hashValue  
/* 
optionVariables是可选类型的字符串，如果optionVariables是nil，则hashValue也为nil 
如果optionVariables不为nil，hashValue就是strValue字符串的哈希值 
到这里我们看到了?的两种使用场景: 
1.声明Optional值变量 
2.用在对Optional值操作中，用来判断是否能响应后面的操作 
*/  
  
//对于可选类型变量，不能直接进行操作，否则会报错  
//let hashval = optionVariables.hashValue //'String?' does not have a member named 'hashValue'  
//因此要访问值就需要解包，解包有两种  
//第一种：使用if let/var xxx =   
if let hv = optionVariables  
{  
    //run ok;  
}  
  
//第二种：使用!号  
let hv = optionVariables!.hashValue  
  
//这里的!表示“我确定这里的的strValue一定是非nil的，尽情调用吧” ，比如这种情况:  
  
if optionVariables {  
    let hashv = optionVariables!.hashValue  
}  
//{}里的optionVariables一定是非nil的，所以就能直接加上!，强制拆包(unwrap)并执行后面的操作  

凡在变量或常量后加上?的都是一个可选变量/可选常量

凡在变量或常量后加上!的都是隐式可选变量/常量，有点难理解，首先该变量或常量满足可选类型，其主要是可被当生一般的变量/常量来使用，而不需要每次都验证是否有值。

注：如果一个隐式解包的可选类型不包含一个实际值，那么对它的访问会抛出一个运行时错误。在变量/常量名后面加！的情况也是一样的。

[cpp]
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var possibleString: String? = "An optional string."  
//possibleString = nil  
println(possibleString) // possibleString 为可选变量，需要使用!来访问的值  

分析：首先 possibleString 因后面带上了?说明这是一个可选的，同时前面加上var为变量，所以这是一个可选类型的变量。其可选值为 "An optional string." 再来看执行println后，可以看出输出为 An optional string. 这点很明显。再来看一下把println这句改一下改为 （即在可选变量后面加上一个!号。）

[cpp]
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<span style="font-size:18px;">println(possibleString!) // possibleString 为可选变量，需要使用!来访问的值</span>  

这里结果与没有加!号时是完全一样的，输出为An optional string. 
好，现在重点来了，这是很关键的一个测试。把possibleString = nil 这句注释放开让其动行，再分别来看一下println带!和不带!的情况：

情况一：不带！号时，输出为nil .

[cpp]
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<span style="font-size:18px;">        var possibleString: String? = "An optional string."  
        possibleString = nil  
        println(possibleString) </span>  

情况二：再来看一下带!号

[cpp]
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<span style="font-size:18px;">        var possibleString: String? = "An optional string."  
        possibleString = nil  
        println(possibleString!) // possibleString 为可选变量，需要使用!来访问的值</span>  

这时运行到这句println就会crash了。会报
fatal error: Can't unwrap Optional.None
错误。 
在情况一时，为什么不会报错，是因为这是一个可选变量当变量为nil时，自动验证是否有可选的值，有则使用可选值,在情况二，加上!访问符来访问possibleString 变量，但由于possibleString设为了nil (等价于var possibleString: String?) 其并没有包含一个实际值，所以抛异常.同样对于下面使用!号来声明的也一样道：

[cpp]
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<span style="font-size:18px;">        var assumedString: String! = "An implicitly unwrapped optional string."  
        assumedString = nil  
        println(assumedString!)</span>  

同样会报：fatal error: Can't unwrap Optional.None

如果你定义了一个可选类型并且没有给予初始值的时候，会默认设置为nil

var surveyAnswer: String? // 初自动设置为nil

注: Swift 的nil不同于Object-C中的nil. Object-C中，nil是一个指针指向不存在的对象。Swift中，nil不是指针而是一个特定类型的空值。任何类型的可选变量都可以被设为nil，不光是指针。

在swift中作何变量/常量的声明都必须带有初始值，否则就要声明为可选型。

即var btn:UIButton 这样是编译报错的。因些必须改为带初始化的如：

var btn2 :UIButton = UIButton()
或者使用? 和! 来约束。
因此常常声明可选或隐式可选变量如：

var btn :UIButton?      // 默认btn = nil

var edt :UITextField!  // 默认edt = nil

至于什么时候使用?什么情况下使用!号来约束变量，我还没有悟出真真原理。

因此借助于自己的几次验证来帮助大家理解。

[cpp]
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<span style="font-size:18px;">        var btn  :UIButton?      // 默认btn = nil  
        var btn2 :UIButton = UIButton()    // 默认实例化一个对对象  
        var btn3 :UIButton!     // 默认btn = nil  
        //var btn4 :UIButton    //编译期报错 要求进行初始化操作  
        //运行会报错fatal error: Can't unwrap Optional.None 因btn ＝ nil  
        btn!.tintColor = UIColor.blackColor()  
        btn!.imageEdgeInsets = UIEdgeInsets(top:1,left:2,bottom:3,right:4)  
        btn!.frame = CGRectMake(0,0,50,40)  
          
        //运行正常  
        btn2.tintColor = UIColor.blackColor()  
        btn2.imageEdgeInsets = UIEdgeInsets(top:1,left:2,bottom:3,right:4)  
        btn2.frame = CGRectMake(0,0,50,40)  
          
        //运行会报错fatal error: Can't unwrap Optional.None 因btn3 = nil  
        btn3.tintColor = UIColor.blackColor()  
        btn3.imageEdgeInsets = UIEdgeInsets(top:1,left:2,bottom:3,right:4)  
        btn3.frame = CGRectMake(0,0,50,40)</span>  

因此为了运行期不crash可以改为如下：

[cpp]
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<span style="font-size:18px;">        var btn  :UIButton?      // 默认btn = nil  
        var btn2 :UIButton = UIButton()    // 默认实例化一个对对象  
        var btn3 :UIButton!     // 默认btn = nil  
          
        //运行会报错fatal error: Can't unwrap Optional.None 因btn ＝ nil  
        if var tmpbtn = btn  
        {  
            btn!.tintColor = UIColor.blackColor()  
            btn!.imageEdgeInsets = UIEdgeInsets(top:1,left:2,bottom:3,right:4)  
            btn!.frame = CGRectMake(0,0,50,40)  
        }  
          
        //运行正常  
        btn2.tintColor = UIColor.blackColor()  
        btn2.imageEdgeInsets = UIEdgeInsets(top:1,left:2,bottom:3,right:4)  
        btn2.frame = CGRectMake(0,0,50,40)  
          
        //运行会报错fatal error: Can't unwrap Optional.None 因btn3 = nil  
        if var tmpbtn = btn  
        {  
            btn3.tintColor = UIColor.blackColor()  
            btn3.imageEdgeInsets = UIEdgeInsets(top:1,left:2,bottom:3,right:4)  
            btn3.frame = CGRectMake(0,0,50,40)  
        }</span>  

或者

[cpp]
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<span style="font-size:18px;">        var btn  :UIButton?      // 默认btn = nil  
        var btn2 :UIButton = UIButton()    // 默认实例化一个对对象  
        var btn3 :UIButton!     // 默认btn = nil  
          
        //运行会报错fatal error: Can't unwrap Optional.None 因btn ＝ nil  
        if btn  
        {  
            btn!.tintColor = UIColor.blackColor()  
            btn!.imageEdgeInsets = UIEdgeInsets(top:1,left:2,bottom:3,right:4)  
            btn!.frame = CGRectMake(0,0,50,40)  
        }  
          
        //运行正常  
        btn2.tintColor = UIColor.blackColor()  
        btn2.imageEdgeInsets = UIEdgeInsets(top:1,left:2,bottom:3,right:4)  
        btn2.frame = CGRectMake(0,0,50,40)  
          
        //运行会报错fatal error: Can't unwrap Optional.None 因btn3 = nil  
        if btn3  
        {  
            btn3.tintColor = UIColor.blackColor()  
            btn3.imageEdgeInsets = UIEdgeInsets(top:1,left:2,bottom:3,right:4)  
            btn3.frame = CGRectMake(0,0,50,40)  
        }</span>  

注：如果一个可选类型存在没有值的可能的话，不应该使用解包(隐式)可选类型。这种情况下，一定要使用正常的可选类型。这句话我个人是这样理解的，如var view:UIView。当我的整个应用中或整个类中不可能存在view = nil的情况时可以设置为var view:UIView! 否则就可声明为var view:UIView?