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本文主要介绍 Swift 所有标准库类型的层次结构，及所有标准类型。本文可作为参考手册使用。

本人不保证内容及时性和正确性，请善于怀疑并反馈。谢谢。

本文探索 Swift 所有基础类型和高级类型，以及所有协议和他们之间的继承关系。

为了简化问题，某些类型略去了中间的过渡类型，人肉保证不歧义。

Swift 基础类型

数值类型

位

Bit

只有一位，实现为 enum， .zero 或 .one。简单明了。

协议: RandomAccessIndex IntegerArithmetic

整型

有符号:

Int Int8 Int16 Int32 Int64

协议：SignedInteger RandomAccessIndex BitwiseOperations SignedNumber CVarArg

无符号:

UInt UInt8 UInt16 UInt32 UInt64

协议：UnsignedInteger RandomAccessIndex BitwiseOperations

别名:

IntMax = Int64
UIntMax = UInt64
IntegerLiteralType = Int
Word = Int // 字长
UWord = UInt

浮点型

Float Double Float80

别名：

FloatLiteralType = Double
Float64 = Double

协议：FloatingPointNumber。

逻辑型

只有一个 Bool。

实例： true、false

协议：LogicValue。

空

只有一个 NilType。

唯一实例 nil。

字符（串）类型

  • String
  • Character Unicode 字符
  • UnicodeScalar 相当于 C 中的 wchar_t
  • CString 用于表示 C 中的 const char *，请参考相关文章
  • StaticString 静态字符串，内部使用，例如 fatalError

别名：

StringLiteralType = String
ExtendedGraphemeClusterType = String

官方文档

Character represents some Unicode grapheme cluster as defined by a canonical, localized, or otherwise tailored segmentation algorithm.

String 实现协议：Collection ExtensibleCollection OutputStream TargetStream。

Array 类型

  • Array<T>
  • ContiguousArray<T>

实现协议 ArrayType。

内部容器：

  • ArrayBuffer<T>
  • ContiguousArrayBuffer<T>

这两个类型看起来是 Array 的内部容器，一般不应该直接使用。

字典类型

Dictionary<KeyType : Hashable, ValueType>

只实现了 Collection。

元祖类型

除正常元祖外，还有个特殊的别名

Void = ()

其实很多语言都这么定义的，比如 Haskell 。

Optional 类型

  • Optional<T> 即 T?
  • ImplicitlyUnwrappedOptional<T> 即 T!

实现协议: LogicValue，行为是判断是否为 .None。

另外 Swift 的隐式类型转换 有提到，为什么 nil 可以给 Optional 类型赋值的问题。

C/ObjC 兼容类型

CBool = Bool
CFloat = Float
CDouble = Double
CChar = Int8
CSignedChar = Int8
CUnsignedChar = UInt8
CChar16 = UInt16
CWideChar = UnicodeScalar
CChar32 = UnicodeScalar
CInt = Int32
CUnsignedInt = UInt32
CShort = Int16
CUnsignedShort = UInt16
CLong = Int
CUnsignedLong = UInt
CLongLong = Int64
CUnsignedLongLong = UInt64

具体使用参考 C 交互的几篇文章，基本没区别。

Any 类型

AnyObject
// 别名
Any = protocol<>
AnyClass = AnyObject.Type

还有个用在函数定义的类型签名上， Any.Type。

顺便这里看到一个奇异的语法 protocol<>，这个也是 Swift 一种用来表示类型限制的方法，可以用在类型的位置，尖括号里可以是协议的列表。

指针类型

UnsafePointer<T>
CMutableVoidPointer
CConstVoidPointer
COpaquePointer
CConstPointer<T>
AutoreleasingUnsafePointer<T>
CVaListPointer
CMutablePointer<T>

参考 C 交互文章。

其他辅助类型

多了去了。比如 for-in 实现时候的 Generator 、比如反射时候用的 *Mirror、比如切片操作用的 Range<T>。比如内部储存类。

还有储存辅助类 OnHeap<T> 等等。以后有机会再探索。

Swift 标准库协议

打印相关 Printable DebugPrintable

protocol Printable {
  var description: String { get }
}
protocol DebugPrintable {
  var debugDescription: String { get }
}

用于打印和字符串的 Interpolation 。

*LiteralConvertible

从字面常量获取。

ArrayLiteralConvertible
IntegerLiteralConvertible
DictionaryLiteralConvertible
CharacterLiteralConvertible
FloatLiteralConvertible
ExtendedGraphemeClusterLiteralConvertible
StringLiteralConvertible

其中字符串和字符的字面常量表示有所重合，也就是说 "a" 可以是字符串也可以是字符。简析 Swift 中的 Pattern Match 一文中就是遇到了类似的情况。

LogicValue

相当于重载 if、while 的行为。

protocol LogicValue {
  func getLogicValue() -> Bool
}

Sequence

相当于重载 for-in 。和 Generator 联用。

protocol Sequence {
  typealias GeneratorType : Generator
  func generate() -> GeneratorType
}

protocol Generator {
  typealias Element
  mutating func next() -> Element?
}

// for .. in { }
var __g = someSequence.generate()
while let x = __g.next() {
    ...
}}

整型、 Index 相关协议

这些协议都是用来表示容器类型的索引、及相关的索引运算。

这里略去了部分私有内容。略去了 Printable 等。

Swift Integer Type Hierarchy

RawOptionSet 相关协议

一般用来表示二进制的选项，类似于 C enum ，很多 Cocoa 的 flag 被映射到它。相当于一个 Wrapper 的作用。

Swift RawOptionSet

可以看到要求被 Wrap 的对象支持 BitwiseOperations。

Array 相关协议

图中用虚线标注了和 Generator 的关系。

Swift Collection Protocol

Array<T> 类型实现了 ArrayType 协议。

Dictionary 类型实现了 Collection 协议。

反射相关协议

包括 Mirror、MirrorDisposition、Reflectable。

请参考 Swift 的反射。

浮点数协议

只有一个 FloatingPointNumber。单独存在。是为了定义完整而存在。看官自己搞定。

IO 输出，伪输出相关

protocol Streamable {
  func writeTo<Target : OutputStream>(inout target: Target)
}

Streamable 表示可以被写入到输出流中，比如字符串、字符等。

protocol OutputStream {
  func write(string: String)
}

OutputStream 表示一个输出流，比如标准输出（stdout），也可以表示一个伪输出流，例如字符串 String。

标准输出的获取方法

var stdout = _Stdout()

看起来是私有结构，某一天不能用的话，别怪我。调用时候用 inout 引用语法。

CVarArg 处理

protocol CVarArg {
  func encode() -> Word[]
}

用于处理 C 函数的可变参数，参考 简析 Swift 和 C 的交互，Part 二。

Bridge 协议

这里有个疑问就是编译过程中这些 Bridge 协议有没有参与。目前还没办法确定。

  • _BridgedToObjectiveC
  • _ConditionallyBridgedToObjectiveC

具体内容可以参考 Swift 与 Objective-C 之间的交互一文。

其他

Sink 看起来是一个容器，可能是用来编码时使用。

ArrayBufferType 用于表示 ArrayType 的内部储存，看起来似乎也可以直接用。

UnicodeCodec 用于处理编码。有 UTF8、UTF16、UTF32 可用。

ArrayBound 用来处理数组边界，详细原理和作用过程未知。

总结

无。

参考：