枚舉（Enumerations）

1.0 翻譯：yankuangshi 校對：shinyzhu

2.0 翻譯+校對：futantan

2.1 翻譯：Channe 校對：shanks

2.2 翻譯+校對：SketchK 2016-05-13

3.0 翻譯+校對：shanks 2016-09-24 3.0.1，shanks，2016-11-12

4.0 校對：kemchenj 2017-09-21

4.1 翻譯+校對：mylittleswift

本頁內(nèi)容包含：

• 枚舉語法
• 使用 Switch 語句匹配枚舉值
• 關(guān)聯(lián)值
• 原始值
• 遞歸枚舉

枚舉為一組相關(guān)的值定義了一個共同的類型，使你可以在你的代碼中以類型安全的方式來使用這些值。

如果你熟悉 C 語言，你會知道在 C 語言中，枚舉會為一組整型值分配相關(guān)聯(lián)的名稱。Swift 中的枚舉更加靈活，不必給每一個枚舉成員提供一個值。如果給枚舉成員提供一個值（稱為“原始”值），則該值的類型可以是字符串、字符，或是一個整型值或浮點數(shù)。

此外，枚舉成員可以指定任意類型的關(guān)聯(lián)值存儲到枚舉成員中，就像其他語言中的聯(lián)合體（unions）和變體（variants）。你可以在一個枚舉中定義一組相關(guān)的枚舉成員，每一個枚舉成員都可以有適當類型的關(guān)聯(lián)值。

在 Swift 中，枚舉類型是一等（first-class）類型。它們采用了很多在傳統(tǒng)上只被類（class）所支持的特性，例如計算屬性（computed properties），用于提供枚舉值的附加信息，實例方法（instance methods），用于提供和枚舉值相關(guān)聯(lián)的功能。枚舉也可以定義構(gòu)造函數(shù)（initializers）來提供一個初始值；可以在原始實現(xiàn)的基礎(chǔ)上擴展它們的功能；還可以遵循協(xié)議（protocols）來提供標準的功能。

想了解更多相關(guān)信息，請參見屬性，方法，構(gòu)造過程，擴展和協(xié)議。

枚舉語法

使用 enum 關(guān)鍵詞來創(chuàng)建枚舉并且把它們的整個定義放在一對大括號內(nèi)：

enum SomeEnumeration {
    // 枚舉定義放在這里
}

下面是用枚舉表示指南針四個方向的例子：

enum CompassPoint {
    case north
    case south
    case east
    case west
}

枚舉中定義的值（如 north，south，east 和 west）是這個枚舉的成員值（或成員）。你可以使用 case 關(guān)鍵字來定義一個新的枚舉成員值。

注意

與 C 和 Objective-C 不同，Swift 的枚舉成員在被創(chuàng)建時不會被賦予一個默認的整型值。在上面的 CompassPoint 例子中，north，south，east 和 west 不會被隱式地賦值為 0，1，2 和 3。相反，這些枚舉成員本身就是完備的值，這些值的類型是已經(jīng)明確定義好的 CompassPoint 類型。

多個成員值可以出現(xiàn)在同一行上，用逗號隔開：

enum Planet {
    case mercury, venus, earth, mars, jupiter, saturn, uranus, neptune
}

每個枚舉定義了一個全新的類型。像 Swift 中其他類型一樣，它們的名字（例如 CompassPoint 和 Planet）應(yīng)該以一個大寫字母開頭。給枚舉類型起一個單數(shù)名字而不是復(fù)數(shù)名字，以便于：

var directionToHead = CompassPoint.west

directionToHead 的類型可以在它被 CompassPoint 的某個值初始化時推斷出來。一旦 directionToHead 被聲明為 CompassPoint 類型，你可以使用更簡短的點語法將其設(shè)置為另一個 CompassPoint 的值：

directionToHead = .east

當 directionToHead 的類型已知時，再次為其賦值可以省略枚舉類型名。在使用具有顯式類型的枚舉值時，這種寫法讓代碼具有更好的可讀性。

使用 Switch 語句匹配枚舉值

你可以使用 switch 語句匹配單個枚舉值：

directionToHead = .south
switch directionToHead {
    case .north:
        print("Lots of planets have a north")
    case .south:
        print("Watch out for penguins")
    case .east:
        print("Where the sun rises")
    case .west:
        print("Where the skies are blue")
}
// 打印 "Watch out for penguins”

你可以這樣理解這段代碼：

“判斷 directionToHead 的值。當它等于 .north，打印 “Lots of planets have a north”。當它等于 .south，打印 “Watch out for penguins”?！?/p>

……以此類推。

正如在控制流中介紹的那樣，在判斷一個枚舉類型的值時，switch 語句必須窮舉所有情況。如果忽略了 .west 這種情況，上面那段代碼將無法通過編譯，因為它沒有考慮到 CompassPoint 的全部成員。強制窮舉確保了枚舉成員不會被意外遺漏。

當不需要匹配每個枚舉成員的時候，你可以提供一個 default 分支來涵蓋所有未明確處理的枚舉成員：

let somePlanet = Planet.earth
switch somePlanet {
case .earth:
    print("Mostly harmless")
default:
    print("Not a safe place for humans")
}
// 打印 "Mostly harmless”

關(guān)聯(lián)值

上一小節(jié)的例子演示了如何定義和分類枚舉的成員。你可以為 Planet.earth 設(shè)置一個常量或者變量，并在賦值之后查看這個值。然而，有時候能夠把其他類型的關(guān)聯(lián)值和成員值一起存儲起來會很有用。這能讓你連同成員值一起存儲額外的自定義信息，并且你每次在代碼中使用該枚舉成員時，還可以修改這個關(guān)聯(lián)值。

你可以定義 Swift 枚舉來存儲任意類型的關(guān)聯(lián)值，如果需要的話，每個枚舉成員的關(guān)聯(lián)值類型可以各不相同。枚舉的這種特性跟其他語言中的可識別聯(lián)合（discriminated unions），標簽聯(lián)合（tagged unions），或者變體（variants）相似。

例如，假設(shè)一個庫存跟蹤系統(tǒng)需要利用兩種不同類型的條形碼來跟蹤商品。有些商品上標有使用 0 到 9 的數(shù)字的 UPC 格式的一維條形碼。每一個條形碼都有一個代表“數(shù)字系統(tǒng)”的數(shù)字，該數(shù)字后接五位代表“廠商代碼”的數(shù)字，接下來是五位代表“產(chǎn)品代碼”的數(shù)字。最后一個數(shù)字是“檢查”位，用來驗證代碼是否被正確掃描：

其他商品上標有 QR 碼格式的二維碼，它可以使用任何 ISO 8859-1 字符，并且可以編碼一個最多擁有 2,953 個字符的字符串：

這便于庫存跟蹤系統(tǒng)用包含四個整型值的元組存儲 UPC 碼，以及用任意長度的字符串儲存 QR 碼。

在 Swift 中，使用如下方式定義表示兩種商品條形碼的枚舉：

enum Barcode {
    case upc(Int, Int, Int, Int)
    case qrCode(String)
}

以上代碼可以這么理解：

“定義一個名為 Barcode 的枚舉類型，它的一個成員值是具有 (Int，Int，Int，Int) 類型關(guān)聯(lián)值的 upc，另一個成員值是具有 String 類型關(guān)聯(lián)值的 qrCode?！?/p>

這個定義不提供任何 Int 或 String 類型的關(guān)聯(lián)值，它只是定義了，當 Barcode 常量和變量等于 Barcode.upc 或 Barcode.qrCode 時，可以存儲的關(guān)聯(lián)值的類型。

然后可以使用任意一種條形碼類型創(chuàng)建新的條形碼，例如：

var productBarcode = Barcode.upc(8, 85909, 51226, 3)

上面的例子創(chuàng)建了一個名為 productBarcode 的變量，并將 Barcode.upc 賦值給它，關(guān)聯(lián)的元組值為 (8, 85909, 51226, 3)。

同一個商品可以被分配一個不同類型的條形碼，例如：

productBarcode = .qrCode("ABCDEFGHIJKLMNOP")

這時，原始的 Barcode.upc 和其整數(shù)關(guān)聯(lián)值被新的 Barcode.qrCode 和其字符串關(guān)聯(lián)值所替代。Barcode 類型的常量和變量可以存儲一個 .upc 或者一個 .qrCode（連同它們的關(guān)聯(lián)值），但是在同一時間只能存儲這兩個值中的一個。

像先前那樣，可以使用一個 switch 語句來檢查不同的條形碼類型。然而，這一次，關(guān)聯(lián)值可以被提取出來作為 switch 語句的一部分。你可以在 switch 的 case 分支代碼中提取每個關(guān)聯(lián)值作為一個常量（用 let 前綴）或者作為一個變量（用 var 前綴）來使用：

switch productBarcode {
case .upc(let numberSystem, let manufacturer, let product, let check):
    print("UPC: \(numberSystem), \(manufacturer), \(product), \(check).")
case .qrCode(let productCode):
    print("QR code: \(productCode).")
}
// 打印 "QR code: ABCDEFGHIJKLMNOP."

如果一個枚舉成員的所有關(guān)聯(lián)值都被提取為常量，或者都被提取為變量，為了簡潔，你可以只在成員名稱前標注一個 let 或者 var：

switch productBarcode {
case let .upc(numberSystem, manufacturer, product, check):
    print("UPC: \(numberSystem), \(manufacturer), \(product), \(check).")
case let .qrCode(productCode):
    print("QR code: \(productCode).")
}
// 輸出 "QR code: ABCDEFGHIJKLMNOP."

原始值

在關(guān)聯(lián)值小節(jié)的條形碼例子中，演示了如何聲明存儲不同類型關(guān)聯(lián)值的枚舉成員。作為關(guān)聯(lián)值的替代選擇，枚舉成員可以被默認值（稱為原始值）預(yù)填充，這些原始值的類型必須相同。

這是一個使用 ASCII 碼作為原始值的枚舉：

enum ASCIIControlCharacter: Character {
    case tab = "\t"
    case lineFeed = "\n"
    case carriageReturn = "\r"
}

枚舉類型 ASCIIControlCharacter 的原始值類型被定義為 Character，并設(shè)置了一些比較常見的 ASCII 控制字符。Character 的描述詳見字符串和字符部分。

原始值可以是字符串、字符，或者任意整型值或浮點型值。每個原始值在枚舉聲明中必須是唯一的。

注意

原始值和關(guān)聯(lián)值是不同的。原始值是在定義枚舉時被預(yù)先填充的值，像上述三個 ASCII 碼。對于一個特定的枚舉成員，它的原始值始終不變。關(guān)聯(lián)值是創(chuàng)建一個基于枚舉成員的常量或變量時才設(shè)置的值，枚舉成員的關(guān)聯(lián)值可以變化。

原始值的隱式賦值

在使用原始值為整數(shù)或者字符串類型的枚舉時，不需要顯式地為每一個枚舉成員設(shè)置原始值，Swift 將會自動為你賦值。

例如，當使用整數(shù)作為原始值時，隱式賦值的值依次遞增 1。如果第一個枚舉成員沒有設(shè)置原始值，其原始值將為 0。

下面的枚舉是對之前 Planet 這個枚舉的一個細化，利用整型的原始值來表示每個行星在太陽系中的順序：

enum Planet: Int {
    case mercury = 1, venus, earth, mars, jupiter, saturn, uranus, neptune
}

在上面的例子中，Plant.mercury 的顯式原始值為 1，Planet.venus 的隱式原始值為 2，依次類推。

當使用字符串作為枚舉類型的原始值時，每個枚舉成員的隱式原始值為該枚舉成員的名稱。

下面的例子是 CompassPoint 枚舉的細化，使用字符串類型的原始值來表示各個方向的名稱：

enum CompassPoint: String {
    case north, south, east, west
}

上面例子中，CompassPoint.south 擁有隱式原始值 south，依次類推。

使用枚舉成員的 rawValue 屬性可以訪問該枚舉成員的原始值：

let earthsOrder = Planet.earth.rawValue
// earthsOrder 值為 3

let sunsetDirection = CompassPoint.west.rawValue
// sunsetDirection 值為 "west"

使用原始值初始化枚舉實例

如果在定義枚舉類型的時候使用了原始值，那么將會自動獲得一個初始化方法，這個方法接收一個叫做 rawValue 的參數(shù)，參數(shù)類型即為原始值類型，返回值則是枚舉成員或 nil。你可以使用這個初始化方法來創(chuàng)建一個新的枚舉實例。

這個例子利用原始值 7 創(chuàng)建了枚舉成員 uranus：

let possiblePlanet = Planet(rawValue: 7)
// possiblePlanet 類型為 Planet? 值為 Planet.uranus

然而，并非所有 Int 值都可以找到一個匹配的行星。因此，原始值構(gòu)造器總是返回一個可選的枚舉成員。在上面的例子中，possiblePlanet 是 Planet? 類型，或者說“可選的 Planet”。

注意

原始值構(gòu)造器是一個可失敗構(gòu)造器，因為并不是每一個原始值都有與之對應(yīng)的枚舉成員。更多信息請參見可失敗構(gòu)造器

如果你試圖尋找一個位置為 11 的行星，通過原始值構(gòu)造器返回的可選 Planet 值將是 nil：

let positionToFind = 11
if let somePlanet = Planet(rawValue: positionToFind) {
    switch somePlanet {
    case .earth:
        print("Mostly harmless")
    default:
        print("Not a safe place for humans")
    }
} else {
    print("There isn't a planet at position \(positionToFind)")
}
// 輸出 "There isn't a planet at position 11

這個例子使用了可選綁定（optional binding），試圖通過原始值 11 來訪問一個行星。if let somePlanet = Planet(rawValue: 11) 語句創(chuàng)建了一個可選 Planet，如果可選 Planet 的值存在，就會賦值給 somePlanet。在這個例子中，無法檢索到位置為 11 的行星，所以 else 分支被執(zhí)行。

遞歸枚舉

遞歸枚舉是一種枚舉類型，它有一個或多個枚舉成員使用該枚舉類型的實例作為關(guān)聯(lián)值。使用遞歸枚舉時，編譯器會插入一個間接層。你可以在枚舉成員前加上 indirect 來表示該成員可遞歸。

例如，下面的例子中，枚舉類型存儲了簡單的算術(shù)表達式：

enum ArithmeticExpression {
    case number(Int)
    indirect case addition(ArithmeticExpression, ArithmeticExpression)
    indirect case multiplication(ArithmeticExpression, ArithmeticExpression)
}

你也可以在枚舉類型開頭加上 indirect 關(guān)鍵字來表明它的所有成員都是可遞歸的：

indirect enum ArithmeticExpression {
    case number(Int)
    case addition(ArithmeticExpression, ArithmeticExpression)
    case multiplication(ArithmeticExpression, ArithmeticExpression)
}

上面定義的枚舉類型可以存儲三種算術(shù)表達式：純數(shù)字、兩個表達式相加、兩個表達式相乘。枚舉成員 addition 和 multiplication 的關(guān)聯(lián)值也是算術(shù)表達式——這些關(guān)聯(lián)值使得嵌套表達式成為可能。例如，表達式 (5 + 4) * 2，乘號右邊是一個數(shù)字，左邊則是另一個表達式。因為數(shù)據(jù)是嵌套的，因而用來存儲數(shù)據(jù)的枚舉類型也需要支持這種嵌套——這意味著枚舉類型需要支持遞歸。下面的代碼展示了使用 ArithmeticExpression 這個遞歸枚舉創(chuàng)建表達式 (5 + 4) * 2

let five = ArithmeticExpression.number(5)
let four = ArithmeticExpression.number(4)
let sum = ArithmeticExpression.addition(five, four)
let product = ArithmeticExpression.multiplication(sum, ArithmeticExpression.number(2))

要操作具有遞歸性質(zhì)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，使用遞歸函數(shù)是一種直截了當?shù)姆绞?。例如，下面是一個對算術(shù)表達式求值的函數(shù)：

func evaluate(_ expression: ArithmeticExpression) -> Int {
    switch expression {
    case let .number(value):
        return value
    case let .addition(left, right):
        return evaluate(left) + evaluate(right)
    case let .multiplication(left, right):
        return evaluate(left) * evaluate(right)
    }
}

print(evaluate(product))
// 打印 "18"

該函數(shù)如果遇到純數(shù)字，就直接返回該數(shù)字的值。如果遇到的是加法或乘法運算，則分別計算左邊表達式和右邊表達式的值，然后相加或相乘。