18.Swift-类型转换

类型转换是一种检查实例类型并且/或者检查是否可以将这个实例作为它类层次结构中的某个不同的父类或者子类的方式。

类型转换在Swift中使用is 和 as操作符实现。这两个操作符提供了一种简单达意的方式去检查值的类型或者转换它的类型。

你也可以用类型转换来检查一个类是否实现了某个协议，详细内容请查阅协议实现的检查这一章节 。

一、定义一个类层次来作类型转换

你可以将它用在类和子类的层次结构上，检查特定类实例的类型并且转换这个类实例的类型成为这个层次结构中的其他类型。这下面的三个代码段定义了一个类层次和一个array包含了几个这些类的实例，作为类型转换的例子。

第一个代码片段定义了一个新的基础类MediaItem。这个类为任何出现在数字媒体库的项提供基础功能。特别的，它声明了一个 String 类型的 name 属性，和一个init name初始化器。（它假定所有的媒体项都有个名称。）

class MediaItem{

    var name:String

    init(name:String){

        self.name = name

    }

}

下一个代码段定义了 MediaItem 的两个子类。第一个子类Movie，在父类的基础上增加了一个 director（导演） 属性，和相应的初始化器。第二个类在父类的基础上增加了一个 artist（艺术家） 属性，和相应的初始化器：

class Movie:MediaItem{

    var director:String

    init(name:String,director:String){//类的构造器必须先为本类中引入的属性赋值，再调用父类构造器

        self.director = director

        super.init(name: name)

    }

}

class Song:MediaItem{

    var artist:String

    init(name:String,artist:String){

        self.artist = artist

        super.init(name: name)

    }

}

最后一个代码段创建了一个array常量 library ，包含两个Movie实例和三个Song实例。library的类型是在它被初始化时根据它的array标记符和里面的内容（ps: literal： 标记符其实就是指“[”和“]”，虽然苹果官方的翻译里翻译为字面当总感觉不好理解，有点奇怪。不如翻译为标记符）推断来的。Swift的类型检测器能够推断出Movie 和 Song 有共同的父类 MediaItem ，所以它推断出 MediaItem[] 类作为 library 的类型。

let library = [

        Movie(name: "Casablanca", director: "Michael Curtiz"),

        Song(name: "Blue Suede Shoes", artist: "Elvis Presley"),

        Movie(name: "Citizen Kane", director: "Orson Welles"),

        Song(name: "The One and Only", artist: "Chesney Hawkes"),

        Song(name: "Never Gonna Give You Up", artist: "Rick Astley")

]

在幕后library 里存储的项依然是 Movie 和 Song 类型的，但是，若你迭代它，取出的实例会是 MediaItem 类型的，而不是 Movie 和 Song 类型的。为了让它们作为它们本来的类型工作，你需要检查它们的类型或者向下转换它们的类型到其它类型，就像下面描述的一样。

二、类型检查

用类型检查操作符(is)来检查一个实例是否属于特定子类型。类型检查操作符返回 true 若实例属于那个子类型，若不属于返回 false 。

 

下面的例子定义了连个变量，movieCount 和 songCount，用来计算数组library 中 Movie 和 Song 类型的实例数量。

var movieCount = 0

var songCount = 0

for item in library{

        if item is Movie{

        ++movieCount

    }else if item is Song{

        ++songCount

        }

}

print("Media library contains \(movieCount) movies and \(songCount) songs")//Media library contains 2 movies and 3 songs

示例迭代了数组 library 中的所有项。每一次， for-in 循环设置 item 常量的值为数组中的下一个 MediaItem。

 

若当前 MediaItem 是一个 Movie 类型的实例， item is Movie 返回 true，相反返回 false。同样的，item is Song检查item是否为Song类型的实例。在循环末尾，movieCount 和 songCount的值就是被找到属于各自的类型的实例数量。

三、向下转型

某类型的一个常量或变量可能在幕后实际上属于一个子类。你可以相信，上面就是这种情况。你可以尝试向下转到它的子类型，用类型转换操作符(as)

 

因为向下转型可能会失败，类型转换操作符带有两种不同形式。可选形式（ optional form） as? 返回一个你试图下转成的类型的可选值（optional value）。强制形式 as 把试图向下转型和强制解包（force-unwraps）结果作为一个混合动作。

 

当你不确定下转是否可以成功时，用类型转换的可选形式(as?)。可选形式的类型转换总是返回一个可选值（optional value），并且若下转是不可能的，可选值将是 nil 。这使你能够检查下转是否成功。

 

只有你可以确定下转一定会成功时，才使用强制形式。当你试图下转为一个不正确的类型时，强制形式的类型转换会触发一个runtime error。

 

下面的例子，迭代了library里的每一个 MediaItem ，并打印出适当的描述。要这样做，item需要真正作为Movie 或 Song的类型来使用。不仅仅是作为 MediaItem。为了能够使用Movie 或 Song的 director 或 artist属性，这是必要的。

 

在这个示例中，数组中的每一个item可能是 Movie 或 Song。 事前你不知道每个item的真实类型，所以这里使用可选形式的类型转换 (as?)去检查循环里的每次下转：

for item in library{

    if let movie = item as? Movie{

    print("Movie:'\(movie.name)',dir.\(movie.director)")

}else if let song = item as? Song{

    print("Song:'\(song.name)',by \(song.artist)")

    }

}

示例首先试图将 item 下转为 Movie。因为 item 是一个 MediaItem 类型的实例，它可能是一个Movie；同样，它可能是一个 Song，或者仅仅是基类 MediaItem。因为不确定，as?形式试图下转时返还一个可选值。 item as Movie 的返回值是Movie?类型或 “optional Movie”。

 

当应用在两个Song实例时，下转为 Movie 失败。为了处理这种情况，上面的实例使用了可选绑定（optional binding）来检查optional Movie真的包含一个值（这个是为了判断下转是否成功。）可选绑定是这样写的“if let movie = item as? Movie”,可以这样解读：

 

“尝试将 item 转为 Movie类型。若成功，设置一个新的临时常量 movie 来存储返回的optional Movie”

 

若下转成功，然后movie的属性将用于打印一个Movie实例的描述，包括它的导演的名字director。当Song被找到时，一个相近的原理被用来检测 Song 实例和打印它的描述。

 

注意：转换没有真的改变实例或它的值。潜在的根本的实例保持不变；只是简单地把它作为它被转换成的类来使用。

四、Any和AnyObject的转换

Swift为不确定类型提供了两种特殊类型别名：

1. AnyObject可以代表任何class类型的实例。

2. Any可以表示任何类型，包括方法类型（function types）。

 

注意：只有当你明确的需要它的行为和功能时才使用Any和AnyObject。在你的代码里使用你期望的明确的类型总是更好的。

1、AnyObject

当使用Cocoa APIs时，它一般接收一个AnyObject[]类型的数组，或者说“一个任何对象类型的数组”。这是因为OC没有明确的类型化数组。但是，你常常可以通过提供的API确定包含在数组中的对象类型。

 

在这些情况下，你可以使用强制形式的类型转换(as)来下转在数组中的每一项到比 AnyObject 更明确的类型，不需要可选解包（optional unwrapping）。

 

下面的示例定义了一个 AnyObject[] 类型的数组并填入三个Movie类型的实例：

let someObjects:[AnyObject] = [Movie(name: "2001: A Space Odyssey", director: "Stanley Kubrick"),

Movie(name: "Moon", director: "Duncan Jones"),Movie(name: "Alien", director: "Ridley Scott")]

因为知道这个数组只包含 Movie 实例，你可以直接用(as)下转并解包到不可选的Movie类型（ps：其实就是我们常用的正常类型，这里是为了和可选类型相对比）：

for object in someObjects{

    let movie = object as Movie

    print("Movie:'\(movie.name)',dir.\(movie.director)")

}

为了变为一个更短的形式，将someObjects转换为Movie[] 类型代替转换数组中的每一项：

for movie in someObjects as [Movie]{

         print("Movie:'\(movie.name)',dir.\(movie.director)")

    }

2、Any

这里有个示例，使用 Any 类型来和混合的不同类型一起工作，包括非class类型。它创建了一个可以存储Any类型的数组things：

var things = [Any]()

things.append(0)

things.append(0.0)

things.append(42)

things.append(3.14159)

things.append("hello")

things.append((3.0,5.0))

things.append(Movie(name: "Ghostbusters", director: "Ivan Reitman"))

things.append({(name:String) -> String in "Hello,\(name)"})

things 数组包含两个 Int 值，2个 Double 值，1个 String 值，一个元组 (Double, Double) ，Ivan Reitman导演的电影“Ghostbusters”，一个字符串入参和一个字符串返回值的闭包表达式。

 

你可以在 switch cases里用is 和 as 操作符来发觉只知道是 Any 或 AnyObject的常量或变量的类型。 下面的示例迭代 things数组中的每一项的并用switch语句查找每一项的类型。这几种switch语句的情形绑定它们匹配的值到一个规定类型的常量，让它们可以打印它们的值：

for thing in things{

        switch thing{

case 0 as Int:

    print("zero as an Int")

case 0 as Double:

    print("zero as a Double")

case let someInt as Int:

    print("an integer value of \(someInt)")

case let someDouble as Double where someDouble > 0:

    print("a positive double value of \(someDouble)")

case is Double:

    print("some other double value that I don't want to print")

case let someString as String:

    print("a string value of \(someString)")

case let (x,y) as (Double,Double):

    print("an (x,y) point at \(x),\(y)")

case let movie as Movie:

    print("a movie called '\(movie.name)' , dir.\(movie.director)")

case let stringConverter as String -> String:

    print(stringConverter("Michel"))

    default:

    print("something else")

        }

    }

注意：在一个switch语句的case中使用强制形式的类型转换操作符(as, 而不是 as?) 来检查和转换到一个规定的类型。在switch case 语句的内容中这种检查总是安全的。

五、总结

本章介绍了Swift中的类型转换，主要关键字有is和as以及as?，还有代表任意类型的Any和AnyObject。这章的代码感觉Xcode对其支持还不是特别好，把这章的代码敲进Xcode的时候经常奔溃，哎。。。

参考：

1、The Swift Programming Language

2、http://www.cocoachina.com/ios/20140612/8789.html