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函数(Functions)


1.0 翻译:honghaoz 校对:LunaticM

2.0 翻译+校对:dreamkidd

2.1 翻译:DianQK 定稿:shanks

2.2 翻译+校对:SketchK 2016-05-12

3.0 翻译: crayygy 2016-09-12 校对: shanks 2016-09-27 3.0.1,shanks,2016-11-12

函数是一段完成特定任务的独立代码片段。你可以通过给函数命名来标识某个函数的功能,这个名字可以被用来在需要的时候"调用"这个函数来完成它的任务。

Swift 统一的函数语法非常的灵活,可以用来表示任何函数,包括从最简单的没有参数名字的 C 风格函数,到复杂的带局部和外部参数名的 Objective-C 风格函数。参数可以提供默认值,以简化函数调用。参数也可以既当做传入参数,也当做传出参数,也就是说,一旦函数执行结束,传入的参数值将被修改。

在 Swift 中,每个函数都有一个由函数的参数值类型和返回值类型组成的类型。你可以把函数类型当做任何其他普通变量类型一样处理,这样就可以更简单地把函数当做别的函数的参数,也可以从其他函数中返回函数。函数的定义可以写在其他函数定义中,这样可以在嵌套函数范围内实现功能封装。

输入输出参数一节。

你只能传递变量给输入输出参数。你不能传入常量或者字面量,因为这些量是不能被修改的。当传入的参数作为输入输出参数时,需要在参数名前加 & 符,表示这个值可以被函数修改。

注意 输入输出参数不能有默认值,而且可变参数不能用 inout 标记。

下例中,swapTwoInts(_:_:) 函数有两个分别叫做 ab 的输入输出参数:

func swapTwoInts(_ a: inout Int, _ b: inout Int) {
    let temporaryA = a
    a = b
    b = temporaryA
} 

swapTwoInts(_:_:) 函数简单地交换 ab 的值。该函数先将 a 的值存到一个临时常量 temporaryA 中,然后将 b 的值赋给 a,最后将 temporaryA 赋值给 b

你可以用两个 Int 型的变量来调用 swapTwoInts(_:_:)。需要注意的是,someIntanotherInt 在传入 swapTwoInts(_:_:) 函数前,都加了 & 的前缀:

var someInt = 3
var anotherInt = 107
swapTwoInts(&someInt, &anotherInt)
print("someInt is now \(someInt), and anotherInt is now \(anotherInt)")
// 打印 "someInt is now 107, and anotherInt is now 3" 

从上面这个例子中,我们可以看到 someIntanotherInt 的原始值在 swapTwoInts(_:_:) 函数中被修改,尽管它们的定义在函数体外。

注意:
输入输出参数和返回值是不一样的。上面的 swapTwoInts 函数并没有定义任何返回值,但仍然修改了 someIntanotherInt 的值。输入输出参数是函数对函数体外产生影响的另一种方式。

函数类型

每个函数都有种特定的函数类型,函数的类型由函数的参数类型和返回类型组成。

例如:

func addTwoInts(_ a: Int, _ b: Int) -> Int {
    return a + b
}
func multiplyTwoInts(_ a: Int, _ b: Int) -> Int {
    return a * b
} 

这个例子中定义了两个简单的数学函数:addTwoIntsmultiplyTwoInts。这两个函数都接受两个 Int 值, 返回一个 Int 值。

这两个函数的类型是 (Int, Int) -> Int,可以解读为“这个函数类型有两个 Int 型的参数并返回一个 Int 型的值。”。

下面是另一个例子,一个没有参数,也没有返回值的函数:

func printHelloWorld() {
    print("hello, world")
} 

这个函数的类型是:() -> Void,或者叫“没有参数,并返回 Void 类型的函数”。

使用函数类型

在 Swift 中,使用函数类型就像使用其他类型一样。例如,你可以定义一个类型为函数的常量或变量,并将适当的函数赋值给它:

var mathFunction: (Int, Int) -> Int = addTwoInts 

这段代码可以被解读为:

”定义一个叫做 mathFunction 的变量,类型是‘一个有两个 Int 型的参数并返回一个 Int 型的值的函数’,并让这个新变量指向 addTwoInts 函数”。

addTwoIntsmathFunction 有同样的类型,所以这个赋值过程在 Swift 类型检查(type-check)中是允许的。

现在,你可以用 mathFunction 来调用被赋值的函数了:

print("Result: \(mathFunction(2, 3))")
// Prints "Result: 5" 

有相同匹配类型的不同函数可以被赋值给同一个变量,就像非函数类型的变量一样:

mathFunction = multiplyTwoInts
print("Result: \(mathFunction(2, 3))")
// Prints "Result: 6" 

就像其他类型一样,当赋值一个函数给常量或变量时,你可以让 Swift 来推断其函数类型:

let anotherMathFunction = addTwoInts
// anotherMathFunction 被推断为 (Int, Int) -> Int 类型 

函数类型作为参数类型

你可以用 (Int, Int) -> Int 这样的函数类型作为另一个函数的参数类型。这样你可以将函数的一部分实现留给函数的调用者来提供。

下面是另一个例子,正如上面的函数一样,同样是输出某种数学运算结果:

func printMathResult(_ mathFunction: (Int, Int) -> Int, _ a: Int, _ b: Int) {
    print("Result: \(mathFunction(a, b))")
}
printMathResult(addTwoInts, 3, 5)
// 打印 "Result: 8" 

这个例子定义了 printMathResult(_:_:_:) 函数,它有三个参数:第一个参数叫 mathFunction,类型是 (Int, Int) -> Int,你可以传入任何这种类型的函数;第二个和第三个参数叫 ab,它们的类型都是 Int,这两个值作为已给出的函数的输入值。

printMathResult(_:_:_:) 被调用时,它被传入 addTwoInts 函数和整数 35。它用传入 35 调用 addTwoInts,并输出结果:8

printMathResult(_:_:_:) 函数的作用就是输出另一个适当类型的数学函数的调用结果。它不关心传入函数是如何实现的,只关心传入的函数是不是一个正确的类型。这使得 printMathResult(_:_:_:) 能以一种类型安全(type-safe)的方式将一部分功能转给调用者实现。

函数类型作为返回类型

你可以用函数类型作为另一个函数的返回类型。你需要做的是在返回箭头(->)后写一个完整的函数类型。

下面的这个例子中定义了两个简单函数,分别是 stepForward(_:)stepBackward(_:)stepForward(_:)函数返回一个比输入值大 1 的值。stepBackward(_:) 函数返回一个比输入值小 1 的值。这两个函数的类型都是 (Int) -> Int

func stepForward(_ input: Int) -> Int {
    return input + 1
}
func stepBackward(_ input: Int) -> Int {
    return input - 1
} 

如下名为 chooseStepFunction(backward:) 的函数,它的返回类型是 (Int) -> Int 类型的函数。chooseStepFunction(backward:) 根据布尔值 backwards 来返回 stepForward(_:) 函数或 stepBackward(_:) 函数:

func chooseStepFunction(backward: Bool) -> (Int) -> Int {
    return backward ? stepBackward : stepForward
} 

你现在可以用 chooseStepFunction(backward:) 来获得两个函数其中的一个:

var currentValue = 3
let moveNearerToZero = chooseStepFunction(backward: currentValue > 0)
// moveNearerToZero 现在指向 stepBackward() 函数。 

上面这个例子中计算出从 currentValue 逐渐接近到0是需要向正数走还是向负数走。currentValue 的初始值是 3,这意味着 currentValue > 0 为真(true),这将使得 chooseStepFunction(_:) 返回 stepBackward(_:) 函数。一个指向返回的函数的引用保存在了 moveNearerToZero 常量中。

现在,moveNearerToZero指向了正确的函数,它可以被用来数到零:

print("Counting to zero:")
// Counting to zero:
while currentValue != 0 {
    print("\(currentValue)... ")
    currentValue = moveNearerToZero(currentValue)
}
print("zero!")
// 3...
// 2...
// 1...
// zero! 

嵌套函数

到目前为止本章中你所见到的所有函数都叫全局函数(global functions),它们定义在全局域中。你也可以把函数定义在别的函数体中,称作 嵌套函数(nested functions)

默认情况下,嵌套函数是对外界不可见的,但是可以被它们的外围函数(enclosing function)调用。一个外围函数也可以返回它的某一个嵌套函数,使得这个函数可以在其他域中被使用。

你可以用返回嵌套函数的方式重写 chooseStepFunction(backward:) 函数:

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("zero!")
// -4...
// -3...
// -2...
// -1...
// zero!