在 Swift 中，下标（Subscript）是一种简洁的语法，用于访问集合（如数组、字典）等数据结构的元素。下标的具体含义取决于它的使用上下文，通常用于简化访问集合成员的操作。你可以根据自定义类或结构体的需求，自由实现下标操作，提供灵活的访问方式。
下标的基本语法
下标的定义使用 subscript 关键字，可以定义一个或多个参数，并且支持只读或读写操作。下标的语法类似于函数，但不使用 func 关键字。
subscript(index: Int) -> ElementType {
get {
// 返回与 index 相关联的值
}
set(newValue) {
// 设置新值
}
}
- 参数：下标可以有多个参数，参数类型不受限制，可以是整型、字符、甚至其他自定义类型。
- 返回值类型：定义下标时需要指定返回值类型，可以是任何类型。
- get 和 set：可以为下标提供
get和set代码块。如果只定义get，则该下标为只读；如果定义了set，则为读写下标。
只读下标示例
一个只读下标通过 get 代码块返回值，但不支持修改。
struct TimesTable {
let multiplier: Int
subscript(index: Int) -> Int {
return multiplier * index
}
}
let threeTimesTable = TimesTable(multiplier: 3)
print(threeTimesTable[6]) // 输出: 18
在这个例子中，TimesTable 结构体包含一个只读下标，通过 multiplier 和 index 相乘来返回乘法表的结果。threeTimesTable[6] 使用了自定义下标，返回结果为 18。
读写下标示例
一个读写下标定义了 get 和 set 代码块，允许我们读取和修改值。
struct Matrix {
let rows: Int, columns: Int
var grid: [Double]
init(rows: Int, columns: Int) {
self.rows = rows
self.columns = columns
grid = Array(repeating: 0.0, count: rows * columns)
}
func indexIsValid(row: Int, column: Int) -> Bool {
return row >= 0 && row < rows && column >= 0 && column < columns
}
subscript(row: Int, column: Int) -> Double {
get {
assert(indexIsValid(row: row, column: column), "Index out of range")
return grid[(row * columns) + column]
}
set {
assert(indexIsValid(row: row, column: column), "Index out of range")
grid[(row * columns) + column] = newValue
}
}
}
var matrix = Matrix(rows: 2, columns: 2)
matrix[0, 1] = 1.5
matrix[1, 0] = 3.2
print(matrix[0, 1]) // 输出: 1.5
print(matrix[1, 0]) // 输出: 3.2
在这个例子中，Matrix 结构体使用一个带有两个参数（行和列）的下标来访问矩阵的元素。下标是读写的，因此可以用于获取和设置矩阵中的值。
下标的应用场景
- 自定义集合类型：对于集合类型，可以使用下标来简化访问和操作元素的方式。
- 字典和数组替代：下标可以用于在自定义类型中实现类似字典或数组的功能。
- 封装复杂的访问逻辑：当需要更灵活的索引访问或计算逻辑时，下标可以帮助封装复杂的访问或计算逻辑。
Swift 中下标的基本用法
Swift 内建的数据类型（如数组和字典）都实现了下标，用于读取或修改它们的元素。例如，Swift 的 Dictionary 类型使用下标来设置和获取字典中存储的键值对。
字典下标示例
var numberOfLegs = ["spider": 8, "ant": 6, "cat": 4]
numberOfLegs["bird"] = 2
在这段代码中：
numberOfLegs是一个字典，包含了三组键值对，其中键是字符串类型，值是整数类型。字典的类型为[String: Int]，这是由 Swift 自动推断出来的。- 通过下标
numberOfLegs["bird"] = 2，我们为字典添加了一个新的键值对：键为"bird"，值为2。
获取和修改字典元素
字典类型的下标返回的是一个可选类型（optional），因为并非所有的键都一定有对应的值。例如：
let legs = numberOfLegs["ant"] // legs 的类型是 Int?，结果为 Optional(6)
let unknown = numberOfLegs["dog"] // unknown 的类型是 Int?，结果为 nil
- 当访问存在的键（如
"ant"）时，返回值为Int?，并且包含了实际的值（Optional(6)）。 - 当访问不存在的键（如
"dog"）时，返回值为nil，表示这个键在字典中没有对应的值。
使用 nil 删除键值对
由于字典的下标返回的是可选类型，你可以通过将某个键的值设为 nil 来删除这个键值对：
numberOfLegs["ant"] = nil // 删除键 "ant" 对应的键值对
print(numberOfLegs) // 输出: ["spider": 8, "cat": 4, "bird": 2]
将键 "ant" 对应的值设置为 nil，即表示从字典中删除了 "ant" 这个键。
下标的高级用法
1. 多参数下标
下标可以接收多个参数，使得它可以支持更多维度或更灵活的参数化访问。
struct ThreeDimensionalMatrix {
var values: [[[Int]]] = [[[0]]]
subscript(x: Int, y: Int, z: Int) -> Int {
get {
return values[x][y][z]
}
set {
values[x][y][z] = newValue
}
}
}
在这个例子中，下标使用三个参数，适合于三维矩阵等多维数据结构的访问。
2. 下标的重载
可以在一个类型中定义多个下标，只要它们的参数类型或数量不同。重载下标使得类型可以提供多种访问方式。
struct Library {
var books = ["Swift Programming", "Advanced iOS", "Data Structures"]
subscript(index: Int) -> String {
return books[index]
}
subscript(title: String) -> Int? {
return books.firstIndex(of: title)
}
}
let library = Library()
print(library[0]) // 输出: Swift Programming
print(library["Data Structures"] ?? "Not found") // 输出: 2
在这个例子中，Library 类型定义了两个下标：一个通过索引获取书籍名称，另一个通过书籍名称获取索引。
3. 使用类型下标
static 下标允许直接在类型上使用下标，通常用在特定场景，如工厂方法或静态访问。
enum Planet: Int {
case mercury = 1, venus, earth, mars
static subscript(n: Int) -> Planet? {
return Planet(rawValue: n)
}
}
let planet = Planet[3]
print(planet ?? "Unknown planet") // 输出: earth
在这个例子中，Planet 枚举使用了类型下标，可以通过整数直接访问对应的枚举值。
总结
- 下标（Subscript） 提供了一种简洁的语法来访问和修改类型的元素，尤其适用于集合类型。
- 自定义下标 允许开发者为自己的类型添加访问逻辑和行为，可以是只读或读写的。
- 下标支持 多参数、重载、以及 类型下标，使得它们非常灵活，可以在许多场景下替代字典或数组的索引访问。
Swift 的下标机制提供了简洁且强大的语法，可以根据需求灵活定义访问逻辑，提升代码的可读性和结构性。
