Swift-函式（Functions）

優質神經病發表於2018-07-19
Swift函式Function

函式是一段完成特定任務的獨立程式碼片段。可以通過給函式命名來標識某個函式的功能。這個名字可以被用來在需要的時候呼叫這個函式來完成它的任務。

Swift統一的函式語法非常靈活，可以用來表示任何函式，包括從簡單的沒有引數名字的C風格函式，到複雜的帶區域性和外部引數名的OC風格。引數可以提供預設值，可以簡化函式呼叫。引數也可以既當做傳入引數，也當做傳出引數，也就是說，一旦函式執行結束，傳入的引數值將被修改。

在Swift中，每個函式都有一個由函式的引數值型別和返回值型別組成的型別。可以把函式型別當做任何其他普通變數型別一樣處理，這樣就可以簡單的把函式當做別的函式的引數，也可以從其他函式中返回函式。函式的定義可以寫在其他函式定義中，這樣可以巢狀函式範圍內實現功能封裝。

本文涉及的內容有函式定義與呼叫、函式引數與返回值、函式引數標籤和引數名稱、函式型別、巢狀函式

函式的定義與呼叫

  • 當定義一個函式時，可以定義一個或者多個有名字和型別的值作為函式的輸入，稱為引數，也可以定義某種型別的值作為函式執行結束的輸出，稱為返回型別。每個函式有個函式名（方法名）。使用函式名來呼叫這個函式，傳入輸入值（實參）。返回對應的返回值。舉例如下：
func greet(person: String) -> String {
    let greeting = "Hello, " + person + "!"
    return greeting
}
print(greet(person: "Anna"))
// 列印 "Hello, Anna!"
print(greet(person: "Brian"))
// 列印 "Hello, Brian!"
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注： 在greet（person：）的函式體中，先定義了一個新的名為greeting的String常量。同時，把對personName的問候訊息賦值給了greeting。然後用return關鍵字把這個問候返回出去。一旦return greening被呼叫，該函式結束它的執行並返回greeting的當前值。

函式引數與返回值

  • 函式可以沒有引數或者多個引數，可以沒有返回值或者多重返回值。

無引數函式

無引數函式，返回String舉例如下：

func sayHelloWorld() -> String {
    return "hello, world"
}
print(sayHelloWorld())
// 列印 "hello, world"
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注： 儘管沒有引數，但是定義在函式名後還是需要一對圓括號。

多重引數函式

  • 函式可以有多種輸入引數，這些引數被包含在函式的括號中，用逗號分開。舉例如下：
func greet(person: String, alreadyGreeted: Bool) -> String {
    if alreadyGreeted {
        return greetAgain(person: person)
    } else {
        return greet(person: person)
    }
}
print(greet(person: "Tim", alreadyGreeted: true))
// 列印 "Hello again, Tim!"
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無返回值函式

  • 函式可以沒有返回值，函式的定義中沒有返回箭頭->和返回型別，舉例如下：
func greet(person: String) {
    print("Hello, \(person)!")
}
greet(person: "Dave")
// 列印 "Hello, Dave!"
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注： 嚴格來說，雖然返回值沒有被定義，但是green（person：）函式依然返回了值。沒有定義返回型別的函式會返回一個特殊的Void值。它其實是一個空的元祖，沒有任何元素，可以寫成（）。

多重返回值

  • 可以用元組型別讓多個值作為一個複合值從函式中返回。舉例如下：
func minMax(array: [Int]) -> (min: Int, max: Int) {
    var currentMin = array[0]
    var currentMax = array[0]
    for value in array[1..<array.count] {
        if value < currentMin {
            currentMin = value
        } else if value > currentMax {
            currentMax = value
        }
    }
    return (currentMin, currentMax)
}

let bounds = minMax(array: [8, -6, 2, 109, 3, 71])
print("min is \(bounds.min) and max is \(bounds.max)")
// 列印 "min is -6 and max is 109"

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注： 元組的成員不需要在元組從函式中返回時命名，因為它們的名字已經在函式返回型別中指定了。

可選元組返回型別

  • 如果函式返回的元組型別沒有值，可以使用可選的元組返回型別反映整個元組可以是nil的事實。通過在元組型別的右括號後放置一個問號來定義一個可選元組。前面的minMax（array：）函式返回了一個包含兩個Int值的元組。但是函式不會對傳入的陣列執行任何安全檢查，如果array引數是一個空陣列，執行就可能會報錯，所以就需要進行容錯處理。舉例如下:
func minMax(array: [Int]) -> (min: Int, max: Int)? {
    if array.isEmpty { return nil }
    var currentMin = array[0]
    var currentMax = array[0]
    for value in array[1..<array.count] {
        if value < currentMin {
            currentMin = value
        } else if value > currentMax {
            currentMax = value
        }
    }
    return (currentMin, currentMax)
}
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注： 可選元組型別如 (Int, Int)? 與元組包含可選型別如 (Int?, Int?) 是不同的。可選的元組型別，整個元組是可選的，而不只是元組中的每個元素值。

函式引數標籤和引數名稱

  • 每個函式引數都有一個引數標籤以及一個引數名稱。引數標籤在呼叫函式的時候使用。呼叫的時候需要將函式的引數標籤寫在對應的引數前面。引數名稱在函式的實現中使用。預設情況下，函式引數使用引數名稱來作為它們的引數標籤。為了避免多個引數有同樣的引數標籤，命名儘量清楚，這樣會使程式碼的可讀性更強。

指定引數標籤

  • 可以在引數名稱前指定它的引數標籤，中間以空格分隔。舉例如下：
func someFunction(argumentLabel parameterName: Int) {
    // argumentLabel 即為引數標籤 
    // 在函式體內，parameterName 代表引數值
}
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  • 如果你不希望為某個引數新增一個標籤，可以使用一個下劃線（_）來代替一個明確的引數標籤
  • 呼叫時，有引數標籤、（_）代替引數標籤和無引數標籤對比如下：
func someFunction(parameterName: Int) {}
func someFunctions(_ parameterName: Int) {}
func someFunctions_(argumentLabel parameterName: Int) {}

someFunction(parameterName: 3)
someFunctions(3)
someFunctions_(argumentLabel: 3)
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預設引數

可以在函式體中通過給引數賦值來為任意一個引數定義預設值。當預設值被定義後，呼叫這個函式可以忽略這個引數。舉例如下：

func someFunction(parameterWithoutDefault: Int, parameterWithDefault: Int = 12) {
    // 如果你在呼叫時候不傳第二個引數，parameterWithDefault 會值為 12 傳入到函式體中。
}
someFunction(parameterWithoutDefault: 3, parameterWithDefault: 6) // parameterWithDefault = 6
someFunction(parameterWithoutDefault: 4) // parameterWithDefault = 12
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多個引數

  • 函式的引數可以是零個或多個。函式呼叫時。通過在變數型別名後面加入（...）的方式來定義多個引數（可變引數）。
  • 多個引數的傳入值在函式體中變為此型別的一個陣列。例如一個叫做numbers的Double...型可變引數，在函式體內可以當做一個叫numbers的[Double]型的陣列常量。舉例如下：
func arithmeticMean(_ numbers: Double...) -> Double {
    var total: Double = 0
    for number in numbers {
        total += number
    }
    return total / Double(numbers.count)
}
arithmeticMean(1, 2, 3, 4, 5)
// 返回 3.0, 是這 5 個數的平均數。
arithmeticMean(3, 8.25, 18.75)
// 返回 10.0, 是這 3 個數的平均數。
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輸入輸出引數

  • 函式引數預設值是常量。試圖在函式體中更改引數值將會導致編譯錯誤。這意味著你不能錯誤的更改引數值。如果你想要一個函式可以修改引數值，並且想要這些修改在函式呼叫結束後仍然存在，那麼就應該把這個引數定義為輸入輸出引數。
  • 定義一個輸入輸出引數時，在引數定義前加inout關鍵字。一個輸入輸出引數有傳入函式的值，這個值被函式修改，然後被傳出函式，替換原來的值。
  • 在傳遞時只能傳遞變數給輸入輸出引數。不能傳入常量。當傳入的引數作為輸入輸出引數時，需要在引數名前加&符表示這個值可以被修改。
  • 輸入輸出引數不能有預設值，而且可變引數不能用inout標記。

一個簡單的交換值方法舉例如下：

func swapTwoInts(_ a: inout Int, _ b: inout Int) {
    let temporaryA = a
    a = b
    b = temporaryA
}
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  • 可以用兩個Int型的變數來呼叫swapTwoInts（_:_:）。在傳入引數時都加了&的字首，舉例如下：
var someInt = 3
var anotherInt = 107
swapTwoInts(&someInt, &anotherInt)
print("someInt is now \(someInt), and anotherInt is now \(anotherInt)")
// 列印 "someInt is now 107, and anotherInt is now 3"
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注： 輸入輸出引數和返回值是不一樣的。上面的swapTwoInts函式並沒有定義任何返回值，但仍然修改了someInt和anotherInt的值。輸入輸出引數是函式對函式體外產生影響的另一種方式。

函式型別

每個函式都有種特定的函式型別，函式的型別是由函式的引數型別和返回型別組成。 例如：

func addTwoInts(_ a: Int, _ b: Int) -> Int {
    return a + b
}
func multiplyTwoInts(_ a: Int, _ b: Int) -> Int {
    return a * b
}
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這個例子中定義了兩個簡單的數學函式：addTwoInts 和 multiplyTwoInts。這兩個函式都接受兩個 Int 值， 返回一個 Int 值。

這兩個函式的型別是 (Int, Int) -> Int，可以解讀為:

“這個函式型別有兩個 Int 型的引數並返回一個 Int 型的值”。

下面是另一個例子，一個沒有引數，也沒有返回值的函式：

func printHelloWorld() {
    print("hello, world")
}
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這個函式的型別是：() -> Void，或者叫“沒有引數，並返回 Void 型別的函式”。

使用函式型別

  • 在Swift中，使用函式型別就像使用其他型別一樣。例如，可以定義一個型別為函式的常量或者變數，並將適合的函式賦值給它，舉例如下：
var mathFunction: (Int, Int) -> Int = addTwoInts
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”定義一個叫做 mathFunction 的變數，型別是‘一個有兩個 Int 型的引數並返回一個 Int 型的值的函式’，並讓這個新變數指向 addTwoInts 函式”。

addTwoInts 和 mathFunction 有同樣的型別，所以這個賦值過程在 Swift 型別檢查中是允許的。

現在，可以用 mathFunction 來呼叫被賦值的函式如下：

print("Result: \(mathFunction(2, 3))")
// Prints "Result: 5"
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有相同匹配型別的不同函式可以被賦值給同一個變數，就像非函式型別的變數一樣：

mathFunction = multiplyTwoInts
print("Result: \(mathFunction(2, 3))")
// Prints "Result: 6"
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就像其他型別一樣，當賦值一個函式給常量或變數時，你可以讓 Swift 來推斷其函式型別：

let anotherMathFunction = addTwoInts
// anotherMathFunction 被推斷為 (Int, Int) -> Int 型別
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函式型別作為引數型別

  • 可以用（Int， Int）-> Int這樣的函式型別作為另一個函式的引數型別。意思就是說，函式也能作為引數傳入。舉例如下：
func printMathResult(_ mathFunction: (Int, Int) -> Int, _ a: Int, _ b: Int) {
    print("Result: \(mathFunction(a, b))")
}
printMathResult(addTwoInts, 3, 5)
// 列印 "Result: 8"
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這個例子定義了 printMathResult(_:_:_:) 函式，它有三個引數：第一個引數叫 mathFunction，型別是 (Int, Int) -> Int，第二個和第三個引數叫 a 和 b，它們的型別都是 Int。printMathResult(_:_:_:)中實現mathFunction的方法，輸出結果8。

函式作為返回型別

  • 還可以用函式的型別當做另一個函式的返回型別（->）後面需要寫一個完整的函式型別。舉例如下：
func stepForward(_ input: Int) -> Int {
    return input + 1
}
func stepBackward(_ input: Int) -> Int {
    return input - 1
}
func chooseStepFunction(backward: Bool) -> (Int) -> Int {
    return backward ? stepBackward : stepForward
}
var currentValue = 3
let moveNearerToZero = chooseStepFunction(backward: currentValue > 0)
// moveNearerToZero 現在指向 stepBackward() 函式。

while currentValue != 0 {
    print("\(currentValue)... ")
    currentValue = moveNearerToZero(currentValue)
}
print("end!")
// 3...
// 2...
// 1...
// end!
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上述例子中， chooseStepFunction(backward:) 的函式，它的返回型別是 (Int) -> Int 型別的函式，而stepForward(_:) 和 stepBackward(_:)實際就是 (Int) -> Int 的型別。當傳入3時，執行stepBackward(_:)，然後重新複製給函式外部的currentValue。

巢狀函式

  • 到目前為止本文中你所見的函式都叫全域性函式， 他們定義在全域性中，也可以把函式定義在別的函式體中，成為巢狀函式，預設情況下巢狀函式是對外界不可見的，但是可以被它們的外圍函式呼叫。一個外圍函式也可以是返回巢狀函式，似的這個函式可以在其他域中被使用。
  • 用返回巢狀函式的方式重寫chooseStepFunction(backward:) 函式如下：
func chooseStepFunction(backward: Bool) -> (Int) -> Int {
    func stepForward(input: Int) -> Int { return input + 1 }
    func stepBackward(input: Int) -> Int { return input - 1 }
    return backward ? stepBackward : stepForward
}
var currentValue = -4
let moveNearerToZero = chooseStepFunction(backward: currentValue > 0)
// moveNearerToZero now refers to the nested stepForward() function
while currentValue != 0 {
    print("\(currentValue)... ")
    currentValue = moveNearerToZero(currentValue)
}
print("end!")
// -4...
// -3...
// -2...
// -1...
// end!
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