苹果新贵 Swift 以前世此生

摘要 : 作为一个70后程序员，克里斯前后发明了 LLVM、Clang 和 Swift，请问你作了什么？

 

上 周出差劳顿，这篇文章几回动笔都未完成，经常躺倒床上就昏睡过去。南方的天气闷热潮湿，让我感到极度的不适应，等到回到北方，天高云清，空气干爽，让人产 生一种「解放区的天是明朗的天」的感受，我甚至以为本身的手机、Pad 和 Mac 都满血复活了……直到有人提醒说它们是由于充电和网速的缘由。好吧，南方酒店的网络还真叫慢啊……

如下是正文：

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2010年的夏天，Chris Lattner 接到了一个不一样寻常的任务：为 OS X 和 iOS 平台开发下一代新的编程语言。那时候乔布斯还在以带病之身掌控着庞大的苹果帝国，他是否参与了这个研发计划，咱们不得而知，不过我想他至少应该知道此事， 由于这个计划是高度机密的，只有极少数人知道，最初的执行者也只有一我的，那就是 Chris Lattner。

从2010年的7月起，克里斯（Chris）就开始 了无休止的思考、设计、编程和调试，他用了近一年的时间实现了大部分基础语言结构，以后另外一些语言专家加入进来持续改进。到了2013年，该项目成为了苹 果开发工具组的重中之重，克里斯带领着他的团队逐步完成了一门全新语言的语法设计、编译器、运行时、框架、IDE 和文档等相关工做，并在2014年的 WWDC 大会上首次登台亮相便震惊了世界，这门语言的名字叫作：「Swift」。

根据克里斯我的博客（http://nondot.org/sabre/ ）对 Swift 的描述，这门语言几乎是他凭借一己之力完成的。这位著名的70后程序员同时仍是 LLVM 项目的主要发起人与做者之1、Clang 编译器的做者，能够说 Swift 语言和克里斯以前的软件做品有着千丝万缕的联系。

一样是70后程序员，差异怎么那么大呢？

关于做者

克 里斯能够说是天才少年和好学生的代名词，他在2000年本科毕业以后，继续攻读计算机硕士和博士。但克里斯并非宅男，学习之余他手捧「龙书」游历世界， 成为德智体美劳全面发展的好学生。以后就是一篇又一篇的发表论文，硕士毕业论文即提出了一套完整的运行时编译思想，奠基了 LLVM 的发展基础，读博期间 LLVM 编译框架在他的领导下获得了长足的发展，已经能够基于 GCC 前端编译器的语义分析结果进行编译优化和代码生成，因此克里斯在2005年毕业的时候已是业界知名的编译器专家了。

注：不少计算机专业的大学生常常问我在大学里学点什么好，看看克里斯就好了。以目前的科技信息开放程度，若是你在本身感兴趣的领域里用心耕耘，再加上那么一点点天分，毕业时成为某一个专有领域的专家应该不是问题。那时就不是你满世界去找工做了，而是工做满世界来找你！

克里斯毕业的时候正是苹果为了编译器焦头烂额的时候，由于苹果以前的软件产品都依赖于整条 GCC 编译链，而开源界的这帮大爷并不买苹果的账，他们不肯意专门为了苹果公司的要求优化和改进 GCC 代码，因此苹果一怒之下将编译器后端直接替换为 LLVM，而且把克里斯招入麾下。克里斯进入了苹果以后如鱼得水，不只大幅度优化和改进 LLVM 以适应 Objective-C 的语法变革和性能要求，同时发起了 CLang 项目，旨在全面替换 GCC。这个目标目前已经实现了，从 OS X10.9和 XCode 5开始，LLVM+GCC 已经被替换成了 LLVM+Clang。

Swift 是克里斯在 LLVM 和 Clang 以后第三个伟大的项目！

关于语言

2007 年以前，Objective-C 一直是苹果自家院落的小众语言，可是 iOS 移动设备的爆发让这门语言的普及率得到了火箭通常的蹿升速度，截止到今天，Objective-C 在编程语言排行榜上排名第三，江湖人称三哥，大哥二哥分别是 C 和 Java 这样的老牌语言。同时，苹果在2012年和2013年分别对 Objective-C 进行了大规模的优化和升级改进，增长了各类现代语言的特性，让编写 App 更加容易，更多的程序员投入到了 App Store 的生态圈里……

在这种状况下，苹果公司为何会发布一门新语言呢？

这个问题没有标准答案，不过咱们能够试着去分析一下，谈谈苹果的心路历程……

Objective-C 是80年代初 Brad Cox 和 Tom Love 发明的，1988年乔布斯的 Next 公司得到了这门编程语言语言的受权，并开发出了Objective-C 的语言库和NEXTSTEP的开发环境。后来 Next 被苹果收购，Objective-C 阴差阳错成了苹果的当家语言。掐指一算，三十年倏忽而过，OC 也成长为爷爷辈儿的编程语言了。

为了伺候好这位「爷爷」，苹果煞费苦心，把 GCC 的编译链先替换成 LLVM +GCC，又替换成 LLVM+Clang，作语法简化、自动引用计数、增长 Blocks 和 GCD 多线程异步处理技术……终于，OC 在30年后从新焕发出勃勃生机，并占据了兵器谱排名第三的位置。可是，苹果却有点烦了，OC 改进了这么多年，怎么看都像是在修修补补，用 Blocks 去实现一个相似 Python 的 lambda 闭包功能，看起来老是那么别扭。好吧，既然已经全盘掌握了 LLVM 和 Clang，为何咱们不去基于如今的编译器设计一门全新的语言呢？一门属于苹果的语言！你看，邻居谷歌家里叫作 Go 的孩子不是玩耍正酣么？

因而 Swift 诞生了……

固然，事实的真相也多是行动缓慢的乔老爷子把克里斯拉到一边说：

「I want to be swift to……」

「 行了，您别说了，不就是想要 swift 吗，我这就给您作一个去」

因而 Swift 诞生了……

语法

Swift 是一门博采众长的现代语言，在设计的过程当中，克里斯参考了Objective-C，Rust，Haskell，Ruby，Python，C#等优秀语言的 特色，最终造成了目前 Swift 的语法特性。我在阅读了官方教程和作了些代码实验以后，自我感受会喜欢上这门语言，在这里简单谈点感想，更深刻的内容须要大家本身去深刻学习。

一、Swift 是面向 Cocoa 和 Cocoa Touch 的编程语言，编译型语言，生产环境的代码都须要 LLVM 编译成本地代码才能执行，可是Swift又具有不少动态语言的语法特性和交互方式。

二、Swift 是一门类型安全的语言，能够帮助开发者清楚的掌控代码片断中的值类型。若是你指望输入的是字符串，类型安全的特性会阻止开发者错误地为其传递一个整数。这一切使得开发者可以更早的发现和修复错误。

三、支持各类高级语言特性，包括闭包、泛型、面向对象、多返回值、类型接口、元组、集合等。

四、Swift 能与 Objective-C 进行混合编程，但代码分属不一样的文件。

五、全面的Unicode支持，你甚至能够用一只🐶做为变量名，实现如下操做：

let 🐶 = "大狗菠萝" 

for n in 🐶{

println( n ) 

}

控制台会输出「大狗菠萝」四个字。

六、编程语句取消了大部分语言使用的「;」分隔符，只有一行写多条语句时才须要分号。

七、不少人简单阅读了 Swift 的数据类型，就认为 Swift 没有相似 Set、List 这样的数据结构，其实Swift 提供了两种 Collection 的数据类型：数组（Array）和字典（Dictionary），两个数据类型的表达式都用中括号标识。其中数组能够存储任意类型的变量，也能够强制声明 存储同一种类型的变量。同时数组提供了相似 Set 功能，你能够修改、追加、替换和删除数据的元素。另外，Swift 还提供了元组（Tuple）的功能支持函数多返回值。

八、Swift 没有提供显式的指针，参数传递根据数据类型的不一样分为值类型和引用类型，值传递进行内存拷贝，引用传递最终传递的是一个指向原有对象的指针。这一点和 Java 的参数传递是相似的。须要注意的一点是，Swift 里的数组和字典虽然都是结构体（struct），但在参数传递过程当中处理方式却不同，默认 Array 是引用传递，Dictionary 是值传递。而在 Java 中，因为数组和 Map 都是对象，因此传递的都是指针。

在 Swift 中，若是你不想传递数组引用，能够用 copy() 方法先复制一份出来，另外，也能够用 unshare() 表示，本变量不传递指针。

九、闭包，Swift 终于提供了一种优雅的闭包解决方案，好比在排序函数 sort 中进行函数传递：

let names = ["D", "B", "R", "C", "A"] 

func backwards(s1: String, s2: String) -> Bool {

return s1 > s2 

} 

var rnames = sort(names, backwards)

事实上更简单的写法是：

var rnames = sort( ["D", "B", "R", "C", "A"] ) { $0 > $1 }

十、可选变量（Optional）的引入主要是为了应对一个变量可能存在也多是 nil 的状况，这种状况在不少高级语言里都存在。好比你想使用String的toInt方法将String转化为 Int 类型，可是你并不知道这个转化是否正常，这时候系统会返回一个可选变量，若是转换成功就返回正常值，转换失败就返回 nil，以下：

let str = "123A" 

let nn = str.toInt()

这是 nn 就是可选变量，想获得 nn 的值，能够经过 if 进行判断并经过追加感叹号获取变量值，以下：

if nn {

println(nn!) 

}

可选变量的引入解决了大部分须要显式处理的异常，这部分工做也扔给编译器去作了。想了解更多可选变量的用法，请阅读苹果的官方文档。

十一、Swift 中的 nil 和 Objective-C 中的 nil 不一样。在 Objective-C 中，nil 是指向不存在对象的指针，而在 Swift 里，nil 不是指针，它表示特定类型的值不存在。全部类型的可选值均可以被设置为nil，不只仅是对象类型。

十二、Swift 没有从语言层面支持异步和多核，不过能够直接在 Swift 中复用 GCD 的 API 实现异步功能。另外没看到 Swift 的异常处理机制，可能有了可选变量，异常的使用会很是少吧。

关于语法相关的内容，先写这么几点吧。

给你们推荐一篇王巍 (@onevcat)写的「行走于 Swift 的世界中」，深刻阅读必有收获。http://onevcat.com/2014/06/walk-in-swift/

基本上，Swift 绝对不是玩具语言，而是一门能够被大众接受的工业级编程语言。相信假以时日，Swift 必将在 App 开发领域大放异彩。

性能

Swift 在 WWDC 上展现出来的性能仍是让人很是吃惊的，在进行复杂对象排序时，OC 的性能是 Python 的2.8倍，Swift 是 Python 的3.9倍；在实现 RC4加密算法的时候，OC 的性能是 Python 的127倍，Swift 是 Python 的220倍。总之 Python 在某一个深坑里膝盖中箭了，OC 也没好到哪去，而 Swift，就是快啊就是快！

对于这一点我并非很理解，首先是 WWDC 上展现的语言层面的基准测试过于简单了，另外，OC 和 Swift 都是被 LLVM 编译成本地代码执行的，理论上针对 Swift 的优化一样能够应用于 OC，可是 Swift 竟然比 OC 快那么一点点，难道 LLVM 单独针对 Swift 作了优化么？我表示不明觉厉。

固然，还有更较真的程序员，他在第一时间针对于循环、递增、数组、字符串拼接等功能进行了测试，发现 Swift 的性能比 OC 仍是差那么一点点的（http://www.splasmata.com/?p=2798 ）。

不管这些测试数据是否准确，我以为性能是咱们最不须要担忧的问题，苹果已经全盘掌握了这个语言的方方面面，从底层编译框架到编译器再到语言设计，优化之路才刚刚开始，咱们只要给这门新语言一点耐心就能够了。

所码即所得（Playground）

对于开发者来讲，Playground 是本次 WWDC 最大的亮点。可以在编码的同时实时预览输出结果是每一个开发人员的梦想，这一次苹果为你们提供了这样的福利。

Playground 不只实现了不少脚本语言支持的交互式编程，并且提供控制台输出、实时图形图像、时间线（timeline）变量跟踪等功能，开发者除了能够看到代码的实时运行结果，还能根据时间线阅读某个变量在代码片断中值的变化。这真是太棒了！

最初看到这个功能的时候我甚至觉得每一个 Swift 文件均可以基于 Playground 进行实时编码预览，仔细阅读文档后发现，只能在 XCode 提供的 Playground 文件中实现以上功能。看来 Playground 顾名思义，目前还只是为开发者提供了一个玩耍代码的地方。

固然不只仅是玩耍，咱们能够基于 Playground 作这些事情：

一、学习：经过 Playground 学习 Swift，制做 Swift 教程实现交互式学习，同时还能够培训其余初学者。

二、代码开发：执行算法程序，迅速看到算法结果，跟踪变量；执行绘图程序，即时看到图像结果，及时调整。执行通用代码，查看变量的改变状况。

三、实验性代码：无需建立项目，直接打开一个独立的Playground文件便可编写代码，尝试调用新的 API。

对于 Playground，设计者克里斯是这样描述的：Playground 功能倾注了我我的不少心血和激情，我但愿新的编程语言具有更好交互性，更友好和有趣……咱们但愿经过这门语言从新定义「如何教授计算机科学！」

开始使用 Swift

做 为一门新语言，Swift 定位很是明确，就是吸引更多的开发者加入苹果的软件生态圈，为 iOS 和 OS X 开发出更为丰富的 App，若是你是 App Store 的开发者，推荐尽早学习和掌握这门苹果力推的新语言。对于大部分新事物来讲，越早介入，获利越多。若是你是一名 Web 相关的开发者，与其等待 Swift 增长 Web 开发的相关特性，还不如去学习一下 Go 语言 Web 编程。

如何开始 Swift 呢？

一、下载 Xcode6-Beta 版本。

二、下载苹果官方提供 Swift 编程语言电子书（https://itunes.apple.com/cn/book/swift-programming-language/id881256329?mt=11 ），中文版本：http://yuedu.baidu.com/ebook/6f6c3b1ef01dc281e43af000 。读。

三、下载 WWDC Swift 的 Session 视频和PDF。看。

四、基于 Xcode6建立 Swfit 语言的项目，在项目中建立Playground，在其中调试玩耍。

五、根据官方提供的 GuidedTour.playground 学习 Swift 语法特性。下载地址：https://developer.apple.com/library/prerelease/ios/documentation/swift/conceptual/swift_programming_language/GuidedTour.playground.zip

六、熟悉了基本的语法特性、与 OC 的混用、与 Cocoa 和 Cocoa Touch的交互、调试等功能以后，就能够构建你的第一个Swift App 了。

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能够说 Swift 是我所见过关注度最高的新语言，一经推出即万众瞩目，媒体和开发者在数天以内对 Swift 进行了长篇累牍的报道和讨论，英文手册迅速被翻译成中文，即便是江湖上的另外一位大佬谷歌 2009 年推出 Go 语言时也没有如此浩大的声势。固然，这和 Go 语言的定位有关，做为一门系统级的服务器端语言，开发者的可选余地太大了，若是谷歌推出 Go 是用来取代 Java 开发 Android App，那可能状况就彻底不同了。

通过 WWDC2014，苹果已经彻底体现出了一个软件公司的创新能力和技术底蕴，不管是操做系统，编程语言，仍是应用开发，苹果都已经准备好了，凝神静气，蓄 势待发。做为开发者，咱们要作的就是：Write the code, Change the world，而后期待下一个收获的季节！