Swift學習心得 – Optional與Unwrap

    「?」和「!」這兩個符號經常會在Swift程式中看到，它們算是Swift程式中比較特別的部份，我在本文中特別提出來，因為Optional型別在Swift中扮演了相當重要的角色，若不瞭解這兩個特殊符號的用法，便無法深入瞭解Swift。

    在C語言，我們經常指定一個變數但沒有先給值，就像這樣：

   

        如果我們一直都沒有給予它任何值，那麼在程式中使用到number這個變數時，我們便會得到undefined的錯誤訊息，此時，我們事後透過偵錯作業來更正這個錯誤。

    而Swift則嚴格要求所有變數和常數都要先給值，不能為空值或unknow的值，但有時候，我們還是會有需要有空值的情況，例如，搜尋時傳回空的結果代表沒有找到任何資訊，因此，Swift為了解決這種狀況，建立了一種稱為「optional」的資料型別，凡是特別被指定為optional資料型別，代表它容許有值或沒有值，其它非optional型別的變數（預設狀況），則要求一定要有值。

沒有指定Optional會出現什麼問題？

    舉例來說，上面程式的第一行沒有問題，但是到了第二行便會出現錯誤，為什麼？我們不是已經指定了空值（nil）給message變數了嗎？

    這是因為若沒有指定的話，Swift變數預設都是non-optional而非optional型別，因此nil空值是不被接受的，我想Swift的考量點，主要是空值在程式運算中經常會造成問題，而Apple在創建Swift語言時又強調安全為首要考量，它不希望在Run time執行時期發生任何的錯誤，因此才會要求我們要預先告知那些可能為空值的變數，以避免後續可能造成的問題和debug，所以在上面範例中，我們的message必須被指定為optional才能將nil賦予給它。

所以同樣的，下方的範例也會在第二行出現compile錯誤，因為只有宣告而沒有指定值給message2，這點對於用Object-C開發APP的人而言可能會相當不習慣，因為Object-C的變數宣告時不需要給予啟始值。

指定optional型別

    因此，要避免上述的錯誤，我們必須替那些可能沒有值的變數或參數加上「?」，表示它是optional，這樣Swift在compile時便可過關了，不會發生錯誤：

    為什麼Swift要這麼特別的要求呢？這是有理由的，我們看看下方的Object-C例子：

    這個findStockCode函式會傳回Apple或Google的美股代號，如果不是這兩個代號其中之一，那麼就會傳回nil空值。現在，我們在下方的程式碼中使用這個函式，執行結果會在紅色那行中發生runtime exception，因為傳入的是”Facebook”而不是Apple或Google，所以會讓函式傳回nil空值。

   

    如果這個函式用Swift來寫，程式碼要修改如下：

    請注意第一行，我們必須替傳回值型別String加入「?」符號，代表它為Optional，可能有傳回值，也有可能傳回nil（空值）。

    這樣要求開發人員需特別的指定Optional便是為了避免意料外的情況（出現runtime error），以減少APP在執行時期可能產生的錯誤。（說明白了，也可能是為了APP的使用者體驗吧），也提昇了Swift程式碼品質。

Unwrap拆解

    繼續前面的findStockCode函式範例，現在我們在Swift程式中要使用它：

    結果卻還是在紅色那行產生了compile error，我們不是已經指定了Optional型別了嗎？為什麼還會發生錯誤？

這是因為在使用Optional型別變數時，我們必須先確定該Optional型別變數是否有值，若有的話必須用「!」來unwrap它才行，處理Optional有下列兩種方式：

接收和處理Optional型別

Forced Unwrapping

    第一種是forced unwrapping，我們將上面的範例修改如下，執行時就不會出現錯誤了。請注意紅字的部份，我們加上了「if」和「! 」：首先使用if確定stockCode有值（有值會傳回true），然後再用「! 」來unwrap這個optional的變數。

    如果我們沒有先用if 去判斷而直接去unwrap會有什麼結果？在complile時不會有任何錯誤，但是在執行時Swift會丟出如下的Runtime error，因此，先用if來判斷optional變數是必要的。

            fatal error: Can’t unwrap Optional.None

Optional Binding

    另一種較簡便且更常被使用的方式稱為optional binding，它可以快速的檢杳Optional變數是否有值，若有的話就unwrap它。我們一樣用上面的例子來說明：

    紅色的部份「if let」是optional binding的重點，if let tempStockCode = stockCode這句話所作的事情就是：如果stockCode變數有值，就unwrap它並且把值放入tempStockCode這個暫存變數中，因為tempStockCode確定有值，所以我們不需要加上「!」的unwrap符號。

    我們也可以將「if let」改成「if var」，省略tempStockCode這暫存變數，讓程式碼更為精簡：

    以上是Optional和Unwrap的作法，在下一篇知識文件中，我們再來看看「Optional Chaining」可選鏈的用法，「Optional Chaining」指的是把呼叫、使用optional等等行為串連在一起，當其中有一段回傳nil，則整體的結果就是nil。