Swift編程語言的特點及應用分析

侯睿哲

摘要：Swift是為高效而強大的編程而創(chuàng)建的一種新的編程語言，它結合了C和Objective-C的優(yōu)點并且不受C兼容性的限制，充分利用現(xiàn)代化的Mac.iPhone和iPad的硬件，讓編程的流程大大縮短和簡化。作為一種新的編程語言，它主要用于編寫iOS和Osx的應用。相較于其他編程語言，其采用了安全的編程模式，并添加了許多現(xiàn)代功能，使得編程更加輕松，靈活和有趣，因此具有廣泛的運用前景。

關鍵詞：Swift;編程語言;特點;應用

中圖分類號：TP312 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）03-0062-02

1 Swift語言的產生與發(fā)展

Swift是由蘋果公司在2014年全球開發(fā)者大會（WWDC）首次推出的由蘋果員工Chris Lattner開發(fā)的一種新的編程語言[1]。在此之前，蘋果公司為了更好地推廣Swift語言，其研發(fā)人員在“語言編譯器、調試器和構建框架?！钡确矫孢M行了優(yōu)化改進，避免了Objective-C難學且使用不便的缺陷，讓Swift語言在編程中相較于其他編程語言更加輕松、靈活和有趣。正是開發(fā)人員做好了這些基礎工作，所以，Swift編程語言一發(fā)布，立即受到廣大程序員的歡迎和好評。為了推廣使用Swift，2015年12月4日，蘋果公司宣布其Swift編程語言開放源代碼，長達600多頁的The Swift Programming Language可以在蘋果官方Github在線免費下載。由于Swift廣泛用于蘋果操作系統(tǒng)（iOS，macOS，wa-tchOS和tvOS），實際上隨著蘋果公司業(yè)務的增長，其以“令人難以置信的速度”增長。2017年下半年，已在RedMonk的語言排名中攀升了44位。在不到四年的時間里，Swift以創(chuàng)紀錄的速度達到了編程語言前10名[2]。

2 Swift語言的特點

2.1 Swift語法更加簡潔

Swift不僅吸收了C語言和Objective-C等編程語言的優(yōu)點，而且改進了Objective-C難學且使用不便的缺陷，并且在使用過程中還不受C語言兼容性的限制，由于它采用了實時編譯、持續(xù)跟蹤和及時警告語法錯誤、提供設計建議和內存管理等安全的編程模式，且自身帶有預定義的庫，使得Swift的API更容易閱讀和維護。它不僅具有C或C++等基礎編程語言的功能，還具備C#或JavaScript等高級語言的流暢性。以下代碼片段的比較和圖1、圖2示例能夠直觀地感受到Swift語法簡潔和流暢性的特點。

Objective-C代碼：

const int count= 10;

double price= 23.55;

NSString *firstMessage = @"Swift is awesome. ";

NSString *secondMessage = @"What do you think？ ";

NSString *message = [NSString stringWithFormat： @"o-/o @o-/o@". firstMessage， secondMessage];

NSLog（@"o-/o@"， message）;

Swift代碼：

let count = 10

var price = 23.55

let firstMessage = "Swift is awesome. "

let secondMessage = "What do you think？"

var message = firstMessage + secondMessage

print（message）

2.2 Swift的伸縮性強

Swift具有較強的可伸縮性，可以在Swift的基礎上發(fā)展為Swift/T.較好地避免了以前開發(fā)的Swift實現(xiàn)集中式單節(jié)點評估模型限制的缺陷[3]。Swift/T是一種新的數據流語言實現(xiàn)，旨在實現(xiàn)極高的可伸縮性。其技術創(chuàng)新包括分布式數據流引擎，該引擎使用數據流驅動的模式來平衡大量節(jié)點的程序評估。Swift/T擴展了Swift數據流編程模型，使系統(tǒng)以分布式方式運行，從而使系統(tǒng)在完成一項繁重的任務時效率更高，速度更快?！耙虼?，Swift/T提供了可伸縮的并行編程模型，以高效地表達高度并行的多任務應用程序的外部層次[4]。”圖3顯示了考慮Swift原有的單數據流結構。

在以前，單節(jié)點Swift引擎將以小于500個任務/秒的速度將這些子函數發(fā)送到分布式CPU中執(zhí)行。與之相反，新的Swift/T架構可以將外部循環(huán)的任務分配給許多CPU，每個CPU可以依次將內部循環(huán)的任務分配給許多其他CPU。這個例子清楚地顯示了Swift/T如何使系統(tǒng)高效地運行。我們的測試結果表明，對于一個lOOs的任務，Swift/T可以將128k的處理器效率提高85%。

3 Swift語言的應用分析

為了說明Swift編程語言的應用前景和優(yōu)勢，下面筆者將Swift編程語言與目前較為流行的Java語言進行對比說明。一般情況下，使用Java進行程序構建時，應牢記5個主要目標：1）應該使用面向對象的編程方法;2）應該允許同一程序在多個操作系統(tǒng)上執(zhí)行;3）應該包含使用計算機網絡的內置支持;4）應該設計為可以安全地從遠程源執(zhí)行代碼;5）通過選擇被認為是其他面向對象語言的組成部分，應該易于使用。

而Swift的主要目標是大大簡化軟件工程流程：1）不需要分號;2）沒有頭文件需要管理;3）鍵入推斷;4）函數是第一的要素，不會發(fā)生空指針異常;5）不允許C語言風格的枚舉（int i=0;i

設計用戶界面：除語法語義外，Swift的最大優(yōu)勢之一是設計用戶界面。對大多數開發(fā)人員說，iOS開發(fā)的美麗之處在于代碼（.Swift文件）和用戶界面（.storyboards）的分離。首先，使用者可以選擇任何UI對象，然后將它們拖放到視圖中。然后建立源代碼和用戶界面之間的關系。按下控制鍵就可將其拖動到“視圖控制器”圖標。然后，就可以選擇一個彈出窗口以連接代碼。這就是Swift將UI與源代碼連接的方式。對于開發(fā)人員來說，設計用戶界面非常方便。

3.2 Java的優(yōu)勢

具有更多庫：Java作為世界上五大編程語言之一，比Swift擁有更悠久的歷史。Swift是一種新興的語言，比Java更“現(xiàn)代”，但Java的優(yōu)勢在于它的歷史。作為經過長期開發(fā)的語言，Java比Swift具有更多的第三方庫。用戶可以找到幾乎所有需要的Java語言庫。世界上很少有像Java這樣的具有深度庫的語言。

更多支持：當用戶嘗試構建應用程序時，錯誤和異常是不可避免的，這時就能顯現(xiàn)出Java的優(yōu)勢。編程過程中總會有一些細節(jié)錯誤或編譯異常，用戶無法在書中找到具體的解決方案，然后就需要在線尋求支持。由于Java開發(fā)人員的數量遠遠超過Swift，因此用戶會發(fā)現(xiàn)，獲得Java支持遠比Swift容易得多。這可以幫助用戶更快，更輕松地解決問題。

3.3 兩者比較的意義

在現(xiàn)實中，兩種語言并沒有真正競爭。如果要制作iOS應用程序，則需要Swift。如果要進行Android開發(fā)，則選擇Java。兩種語言都有自己的用途和適用情況。但是，兩種語言的比較并非沒有意義。如今的移動設備在我們的生活中占據了越來越多的空間，無論是Android還是iOS開發(fā)都很流行。如果開發(fā)人員想在它們之間進行選擇，那么對他來說，了解它們之間的比較很重要。另一方面，如果開發(fā)人員只熟悉其中的一個，那么比較可以幫助他更快，更輕松地學習另一個。

3.4 Swift前景分析

Swift作為一種新興的“現(xiàn)代”編程語言，它具有“語法、代碼簡潔、可讀性強，對用戶友好且易于學習”等諸多優(yōu)勢，因此，對于初學程序開發(fā)的人員具有較強的吸引力。特別是Swift使用Playground編寫模式，使編寫語言代碼難以置信的簡單和有趣。輸入一行代碼，結果立即出現(xiàn)。如果您的代碼通過一個循環(huán)運行一段時間你可以看它在時間軸助理進展。在時間線中的圖表顯示變量，組成一個視圖時繪制每一步，并能起到一個動畫SpriteKit現(xiàn)場。當你在Playground上完善你的代碼，只需將代碼運行在項目中。有了Playground，用戶可以：設計一種新的算法，看其工作的每一步，創(chuàng)建新的測試，驗證他們推動到你的測試套件前工作，嘗試新的API來磨煉你的Swift的編碼技巧，同時可以消除不安全的代碼。

當然，Swift作為一種不斷發(fā)展完善的編程語言，需要在用戶數量和庫的擴展方面進一步仍提高，同時亟待改變其特定的編譯環(huán)境等不足、缺陷和局限性，它不僅需要蘋果公司而且也需要更多的開發(fā)人員進行持續(xù)的開發(fā)，增強其兼容性。Swift/T是開發(fā)Swift的很好的例子。我們相信隨著開發(fā)人員貢獻的不斷加入，Swift將變得更加完善，因此具有廣泛的運用前景。

參考文獻：

[1] Beginning iOS 12 Programming Swift[EB/OL]. （2014-11-16）.https：//www.appcoda.com/learnSwift/.

[2] Developing an iOS Application for Value Estream Mapping withSwift[EB/OL]. https：//pdfs. emanticscholar. org/7662/07e79d5b1882e3eclac98dbc270e59bb6078.pdf.

[3] Open Sourcing Programming Language - Case Apple Swift[EB/OL]. https：//pdfs. semanticscholar. orq34e5/6a279f1175141314c3f8db8c6807d63lla33.pdf.

[4] Swift/T： Scalable Data Flow Programming for Many-Task Ap-plications[EB/OL]. http：//citeseerx. ist. psu. edu/viewdoc/down-load？doi=10.1. 1.718.2708&rep=repl&type=pdf.