Swift語言

Swift編程語言，支持多編程範式和編譯式，用來撰寫基於macOS/OS X、iOS、iPadOS、watchOS、tvOS和visionOS的軟件。
蘋果公司於2014年在蘋果開發者年會（WWDC）發布了Swift編程語言。從設計上蘋果公司讓Swift與Objective-C共存在蘋果公司的操作系統上。

**歷史**
Swift是為了替代蘋果公司早期的Objective-C編程語言，該語言自20世紀80年代初以來基本沒有任何更新，缺乏現代語言功能。
2010年7月，蘋果開發者工具部門總監克里斯·拉特納開始著手 Swift 編程語言的設計工作，以一年時間，完成基本架構後，他領導了一個設計團隊參與其中，與蘋果的許多程序員共同開發，借鑑了Objective-C、Rust、Haskell、Ruby、Python、C#、CLU等許多其他語言的設計思想。2014年6月2日，蘋果在WWDC上發佈了第一個公開的使用Swift編寫的應用程序：WWDC應用程序，同時向蘋果的註冊開發者發佈了Swift語言的測試版，但未承諾最終版本與測試版本的源代碼相互兼容。大會也發佈了長達500頁的官方指南，The Swift Programming Language，在Apple Books和官方網站上免費提供。蘋果計劃在完整版發佈時，如果有必要，將會提供源代碼轉換器。
蘋果宣稱Swift的特點是：快速、現代、安全、互動，而且明顯優於Objective-C語言。Swift以LLVM編譯，可以使用現有的Cocoa和Cocoa Touch框架。Xcode Playgrounds功能是Swift為蘋果開發工具帶來的最大創新，該功能提供強大的互動效果，能讓Swift源代碼在REPL撰寫過程中能即時顯示出其執行結果。拉特納本人強調，Playgrounds很大程度是受到Bret Victor理念的啟發。
2014年9月9日，Swift 1.0和iOS 8、Xcode 6.0的Golden Master版本一同發佈，達成了一個重要的里程碑。
2015年6月8日，蘋果於WWDC2015上發佈了Swift 2.0。同時宣佈，未來Swift將開放原始碼，包括編譯器和標準庫。2015年9月21日起，可在App Store發佈以Swift編寫的應用。
Swift在2015年Stack Overflow開發者調查中榮獲“最受歡迎的編程語言”第一名，並在2016年榮獲第二名。
2015年12月3日，蘋果宣佈開源Swift，並支持Linux，蘋果在新網站swift.org和託管網站Github上開源了Swift，但蘋果的App Store並不支持開源的Swift，只支持蘋果官方的Swift版本，官方版本會在新網站swift.org上定期與開源版本同步。
2015年12月，IBM宣佈推出Swift Sandbox網站，該網站允許開發人員在一個窗口中編寫Swift代碼，並在另一個窗口中顯示輸出。該網站於2018年1月被棄用。
Linux發行版Ubuntu自Swift 2.2開始提供Swift的官方下載。從Swift 5.2.4起，包括CentOS、Amazon Linux在內的更多發行版加入其中。亦有用於Android的非官方生成工具鏈和SDK。
2016年6月13日，蘋果在WWDC2016上宣佈將推出一款iPad專屬應用：Swift Playgrounds。該程序以3D遊戲的形式演示如何使用Swift編寫程序，編寫代碼時會即時提供反饋。
2017年1月，克里斯·拉特納宣佈離開蘋果，並將加入特斯拉擔任新職位。Swift項目負責人由團隊資深人士泰德·克雷梅內克擔任。
2019年6月3日，蘋果在WWDC2019上發佈了SwiftUI，同時發佈了Xcode 11，為蘋果平臺帶來了聲明式UI結構設計框架。

**平臺**
Swift支持蘋果操作系統（Darwin/macOS、iOS、iPadOS、tvOS、watchOS、visionOS）和Linux、Windows及Android系統。
Swift的一個設計關鍵在於，它能夠與過去十幾年的大量現有Objective-C代碼（如Cocoa框架和Cocoa Touch框架）進行互操作。在蘋果平臺上，Swift與Objective-C運行時庫連接，使得C、C++、Objective-C和Swift代碼能在同一個程序中運行。

**版本歷史**

**特色**
Swift取消了Objective-C的指針和其他不安全存取的使用，捨棄了Objective C早期套用Smalltalk風格的語法，全面改為句點表示法（dot-notation）。Swift具備類型推導（type inference）。同時，它提供了類似C++、C#中的命名空間（namespace）、泛型（generic）、運算符重載（operator overloading）。Swift被簡單的形容為 “沒有C的Objective-C”（Objective-C without the C）。

**類型和變量**
在Cocoa與Cocoa Touch的環境下，許多共用的類都放在Foundation Kit庫下，這些類別包含了NSString 字串庫（使用 Unicode），還有集合類別 NSArray 與 NSDictionary。Objective-C 提供了語法糖的方式讓這些物件可以整合在同一個語言裡。例如NSString之間合併的表示法如下：
NSString *str = @"hello,";
str = str stringByAppendingString:@" world"; 在Swift裡, 字串的累積可以用加法（+）運算元作為頭等物件（First-class citizen）的方式直接完成, 上述的例子可以簡化為 var str="hello"
str += " world"
過去Cocoa（以及Cocoa Touch）的架構總是被分成兩種版本，一種是可變的（mutable），也就是可以在執行時期（runtime）改變；另一種是不可變的（immutable），其初始值不可改變，例如NSArray與NSMutableArray就是陣列的兩種版本。Swift語言延續這個傳統，但簡化為使用 let 關鍵字去設定常數（constant variable）。可變的(Mutable)對象使用 var 關鍵字，不可變的對象則適用let關鍵字。Swift語言使用類似C#或Javascript的var定義變量，但特性又不盡相同。Swift不直接指派初始值給變量，變量無預設值，因此使用var變量之前必須先初始化，不然將發生編譯時期的錯誤。
為了方便使用，Swift提供Optional類型來宣告nil-free references。宣告Optional只需要在類型後面加上問號（?）即可。一旦var變量宣告為Optional的，其初始值就會被預設為nil。Optional本質上是enum，定義了None和Some兩種類型，nil即是Optional.None。

**函數庫、執行時期與部署**
Swift在 Mac OS 和 iOS 平臺可以和 Objective-C 使用相同的-{zh-hans:運行時; zh-hant:執行期}-（runtime），因此Swift 程序能運行在目前已存在的平臺上，包括 iOS 6 和 OS X 10.8或更高的版本。 更重要的, Swift 和 Objective-C 的代碼可並存於同一程序代碼, 這種延伸就如同 C 和 C++ 的關係一樣。
為了吸引開發人員和複用已存在的代碼，Xcode 6允許在 app target 導入 Objective-C 頭文件供給 Swift 使用，通過 Objective-C 的橋接頭文件（bridging header）來供給 Swift。當開發人員添加 Swift 文件到現有的 Objective-C應用程序時，Xcode自動建立相應的頭文件。例如，一個 Swift 類 "MyClass" 可用於 Objective-C 的方式為
#import "MyClass-Swift.h".

**內存管理**
Swift使用自動引用計數（ARC）來管理內存。Apple以前要求在Objective-C中進行手動內存管理，但在2011年引入了ARC以簡化內存管理。在Objective-C中，強引用即為非ARC中的retain，而弱引用即為非ARC中的assign。不過，ARC的一個問題是可能創建一個強引用循環，即對象以一種可通過跟隨引用來到達起始對象的方式互相引用（例如，A引用B，B引用A），這會導致它們不被釋放而在內存中洩漏。Swift提供了關鍵字 weak 和 unowned 來防止強引用循環。其中，weak 不能設定為可空類型，不能加上問號（?）或驚嘆號（!）。通常，父子關係會使用強引用，而子父關係會使用weak引用，其中父和子可以沒有關聯，或者使用unowned，其中子始終有父，但父可能沒有子。弱引用必須是可選變量，因為它們可能會更改並變為nil。
類內的閉包也可以通過捕獲self引用來創建強引用循環。可以使用capture list指示將self引用視為弱引用或無主引用。

**除錯以及其他元素**
Xcode的除錯機制針對Swift語言提供REPL環境，可以利用Swift語法來evaluate或於其他程序互動，使Swift編程具有類似Python或Ruby帶有的交互性界面（Interactive Shell）等的特性而非傳統的系統編程語言的交互特性。REPL進一步增強了Swift Playgrounds的功能，後者是在Xcode環境中運行的交互式視圖，可以即時響應代碼或調試器的變化。

**類似 Objective-C之處**
基本數值型別（numeric types）大致相同（如Int, UInt, Float, Double）
*大量的C 語言運算符被移出Swift, 例++ 與此同時引入了新運算符。- 大括號被用於群組陳述（group statements）。  - 變數之賦值使用等於符號, 但比較則使用“連續兩個等於”（==）運算元。還有一個新的運算元，“連續三個等於”（===）被用來判斷常數或變數之間是否為同一物件之實例（instance）。- 中括號（, Square brackets）用於陣列的表示, 宣告陣列之後, 可以指派索引值（index）來進行元素（element）之存取。- 控制陳述（control statement）, for, while, if, switch 與Objective-C都十分類似, 但有延伸功能, 像是 for in 用於集合（collection）的輪詢，switch 還可以接受非整數的cases條件值, 諸如此類。- 支援面向對象(Object-oriented programming)，即使Swift主張協定導向程式設計(Protocol-oriented programming)

**不同於 Objective-C之處**
語句（statement）不需要用分號（;）結束，但分號可以作為一行上兩個以上語句的分割符。
*不需要頭文件（Header files）。
*註解方式 /* ... */ 嵌套，指註釋裡可以再有註釋。
*強類型
*類型推論或隱含類型（Type inference）
*支持泛型編程。
*函數成為第一等類型（first-class object），這意味著函數可以作為其他函數的參數和返回值。
*運算符重載。運算符可在類內重新定義。
*定義新的運算符。
*字符串全方面支持 Unicode。
*規避了C語言家族的易錯行為：
**不存在指針。
**賦值語句沒有返回值。若將if (i==0)誤寫成if (i=0)，將造成編譯時期錯誤。
**在switch 的區塊內不需要使用 break 語句。另外，case後面都需要有可執行的代碼（C或C++可連續使用多個case而不需要額外的代碼），否則將觸發編譯錯誤。
**變量和常量必須初始化才能使用，而且數組（array）的邊界必須明確確認。
**溢位（overflows）的問題。C語言沒有強制整數型別（signed integers）的界限，常常在觸發執行時期錯誤。Swift通過整數類型的max或min屬性獲取最大值或最小值。

**討論**
長達600多頁的 The Swift Programming Language 可以在iBooks免費下載。

**範例代碼**
Swift不需要引入頭文件（header file）或main()函數，不需要在每一行語句（statement）結尾加上分號。
變量聲明方式如下：
var implicitInteger = 70
var implicitDouble = 70.0
var explicitDouble: Double = 70
用 let 宣告常量方式如下：
let numberOfApples = 3
let numberOfOranges = 5
let appleSummary = "I have \(numberOfApples) apples."
let fruitSummary = "I have \(numberOfApples + numberOfOranges) pieces of fruit."
Swift不支持隱式類型轉換（implicitly casting），因此數值和字符串之間必須顯式類型轉換（Explicitly casting）：
let table = "The width of this table is "
let width = 100
let tableWidth = table + String(width)
以下是Hello World程式：
println("Hello, world")
print("Hello, world") /*Swift 2.0 之後不再使用println，改使用print*/
使用Unicode字符，例如在文本中放心添加有不同語言的文字:
let 人 = "新": 67, "青": 8, "玉": 33, "小小": 25
for (名字, 歲) in 人 {
print("\(名字)是\(歲) 歲。")
}

**相關條目**
 Objective-C
*C語言

**參考資料**

**外部鏈接**
 蘋果開發者上的 Swiftdate=20140603002435 - iOS Exampledate=20200807165414 - Swift源代碼