Swift中的文件和初始化

文件和初始化

到目前为止,大多数开发者已经可以写出简单的Swift应用或者在Playground实验Swift语言的新特性。也许你也经历过这种情况,当你将Playground中运行正常的代码拷贝到Swift源文件中却发生了编译错误,“这到底是怎么回事?Playground文件和Swift源文件之间到底有什么不同?” 这篇文将告诉你们如何处理Swift项目中的各种文件,以及如何初始化全局数据。

应用中的文件

一个Swift应用必定会包含很多个源文件,基本上每个源文件中都有构成该应用的函数、类和其他一些申明等。Swift应用中的大多数源文件都是不需要按顺序访问的,都是无顺序的,你甚至可以在某个模块的最底部导入需要的源文件(虽然Swift不推荐这种编码风格)。

不管怎样,在大多数Swift的源文件中是不允许有最顶层级别的代码的。这里解释一下顶层代码,任何写在函数体、类之外,或被封装供他人调用的可执行语句我们称为顶层代码。我们之所以不允许出现顶层代码,是因为它会影响我们判断程序是从哪里开始运行的。

Playground,REPL,顶层代码

你可能会奇怪,为什么下面的代码在Playground中可以完美执行。由于它并没有包含任何其他东西,所以它必然是顶层代码:

println("Hello world")

上面的单行程序在没有任何其他代码的情况就可以正常运行,是因为Playground支持执行顶层代码。并且在Playground中引入的文件或者代码是按自上而下的顺序执行的。比如说,你不能在定义某个类型之前去使用它。当然,在Swift的Playground中也可以定义函数、类和其他在Swift中合法的任何类型,但并没有必要这么做。Playground的目的在于让开发者们能更简单、更快速的学习Swift语言和实验新的API,而不用创建大量Swift源文件去做这些事。

除了Playground,顶层代码也可以在REPL(Read-Eval-Print-Loop)中运行或作为脚本在Swift文件启动时运行。通过脚本使用Swift时,你可以在终端中用#!/usr/bin/xcrun swift或者xcrun swift myFile.swift的方式使用Swift文件。

应用程序的入口与“main.swift”

你可能也注意到了,在上面的文章中,我们提到在大多数的源文件中是不允许使用顶层代码的。但对一个文件除外,那就是main.swift文件,该文件的作用类似于Playground,但是它是随着你应用的其他源文件一起编译的。main.swift文件中允许顶层代码并且执行顺序是自上而下的。实际上,main.swift文件中的第一行代码就默认为是程序的入口。正因为如此,所以我们才能看到在Swift最小的程序只有一行代码,但它必须要在main.swift文件中。

在Xcode中,Mac程序模板文件中就包含一个main.swift文件,但在iOS程序的项目模板中是通过在Swift文件中添加@UIApplicationMain标签注明项目入口的。这样做会让编译器忽略main.swift入口文件,而将标注有@UIApplicationMain标签的文件当做入口文件。

全局变量

我们已经知道了Swift是如何判断程序的执行入口,那么全局变量是如何工作的呢?下面的这行代码,在运行时需要初始化吗?

var someGlobal = foo()

在单文件的程序中,代码是自上而下执行的,这类似于函数中变量的执行方式。这虽然看起来很简单,但是在复杂的程序中我们就不是很好回答这个问题了。我们从下面三个方面来考虑:

  1. 限制初始化,像简单的常量表达式,比如C语言。
  2. 任意初始化,在应用程序加载执行静态构造函数时初始化,比如C++语言。
  3. 延迟初始化,当全局变量第一次被使用的时候初始化,比如Java语言。

我们基本排除第一种情况,因为在Swift中不需要像C语言中的常量表达式。在Swift中,常量通常是在函数调用的时候执行的(内联)。而且也有更好的理由使用复杂的初始化方法,比如设置一个单例或者实例化一个字典。

第二种情况我们也基本排除,因为它在大型、复杂的程序中的效率很差。因为所有的初始化都要在应用程序启动之前,但是我们无法预测初始化的顺序,所以会有问题。

Swift采用第三种情况,这是最好的方法:允许自定义初始化,在程序启动时不会因为要进行大量初始化而降低效率,并且我们也可以预知每次初始化完成的顺序。

延迟初始化的全局变量(也包括结构体和枚举中的静态成员)是在第一次访问他们的时候才初始化的,并且以dispatch_once运行,确保了线程安全。你可以更酷的使用dispatch_once:只需要申明一个全局变量并初始化,再将其访问级别申明为private

总结

Swift语言的设计使得它可以很方便的在Playground中进行试验或快捷的编写脚本。一个完整的程序可以只有一行代码。当然,你也可以使用Swift编写出各种复杂的应用程序。你可以通过main.swift掌控各种初始化的完成时机,或者通过@UIApplicationMain标签指定你的iOS应用的程序入口。

本文翻译自Swift官方博客,原文地址:Files and Initialization