科技獵
編者注釋：本文轉(zhuǎn)自微信公眾號(hào) MacTalk By 池建強(qiáng) ，原文《 蘋果新貴 Swift 之前世今生 》
2010 年的夏天，Chris Lattner 接到了一個(gè)不同尋常的任務(wù)：為 OS X 和 iOS 平臺(tái)開發(fā)下一代新的編程語(yǔ)言。那時(shí)候喬布斯還在以帶病之身掌控著龐大的蘋果帝國(guó)，他是否參與了這個(gè)研發(fā)計(jì)劃，我們不得而知，不過我想他至少應(yīng)該知道此事，因?yàn)檫@個(gè)計(jì)劃是高度機(jī)密的，只有極少數(shù)人知道，最初的執(zhí)行者也只有一個(gè)人，那就是 Chris Lattner。
從 2010 年的 7 月起，克里斯（Chris）就開始了無休止的思考、設(shè)計(jì)、編程和調(diào)試，他用了近一年的時(shí)間實(shí)現(xiàn)了大部分基礎(chǔ)語(yǔ)言結(jié)構(gòu)，之后另一些語(yǔ)言專家加入進(jìn)來持續(xù)改進(jìn)。到了 2013 年，該項(xiàng)目成為了蘋果開發(fā)工具組的重中之重，克里斯帶領(lǐng)著他的團(tuán)隊(duì)逐步完成了一門全新語(yǔ)言的語(yǔ)法設(shè)計(jì)、編譯器、運(yùn)行時(shí)、框架、IDE 和文檔等相關(guān)工作，并在 2014 年的 WWDC 大會(huì)上首次登臺(tái)亮相便震驚了世界，這門語(yǔ)言的名字叫做：「Swift」。
根據(jù)克里斯個(gè)人博客（ http://nondot.org/sabre/ ）對(duì) Swift 的描述，這門語(yǔ)言幾乎是他憑借一己之力完成的。這位著名的 70 后程序員同時(shí)還是 LLVM 項(xiàng)目的主要發(fā)起人與作者之一、Clang 編譯器的作者，可以說 Swift 語(yǔ)言和克里斯之前的軟件作品有著千絲萬縷的聯(lián)系。
同樣是70后程序員，差別怎么那么大呢？
關(guān)于作者
克里斯可以說是天才少年和好學(xué)生的代名詞，他在 2000 年本科畢業(yè)之后，繼續(xù)攻讀計(jì)算機(jī)碩士和博士。但克里斯并不是宅男，學(xué)習(xí)之余他手捧「龍書」游歷世界，成為德智體美勞全面發(fā)展的好學(xué)生。之后就是一篇又一篇的發(fā)表論文，碩士畢業(yè)論文即提出了一套完整的運(yùn)行時(shí)編譯思想，奠定了 LLVM 的發(fā)展基礎(chǔ)，讀博期間 LLVM 編譯框架在他的領(lǐng)導(dǎo)下得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，已經(jīng)可以基于 GCC 前端編譯器的語(yǔ)義分析結(jié)果進(jìn)行編譯優(yōu)化和代碼生成，所以克里斯在 2005 年畢業(yè)的時(shí)候已經(jīng)是業(yè)界知名的編譯器專家了。
注：很多計(jì)算機(jī)專業(yè)的大學(xué)生經(jīng)常問我在大學(xué)里學(xué)點(diǎn)什么好，看看克里斯就行了。以目前的科技信息開放程度，如果你在自己感興趣的領(lǐng)域里用心耕耘，再加上那么一點(diǎn)點(diǎn)天分，畢業(yè)時(shí)成為某一個(gè)專有領(lǐng)域的專家應(yīng)該不是問題。那時(shí)就不是你滿世界去找工作了，而是工作滿世界來找你！ ?
克里斯畢業(yè)的時(shí)候正是蘋果為了編譯器焦頭爛額的時(shí)候，因?yàn)樘O果之前的軟件產(chǎn)品都依賴于整條 GCC 編譯鏈，而開源界的這幫大爺并不買蘋果的帳，他們不愿意專門為了蘋果公司的要求優(yōu)化和改進(jìn) GCC 代碼，所以蘋果一怒之下將編譯器后端直接替換為 LLVM，并且把克里斯招入麾下。克里斯進(jìn)入了蘋果之后如魚得水，不僅大幅度優(yōu)化和改進(jìn) LLVM 以適應(yīng) Objective-C 的語(yǔ)法變革和性能要求，同時(shí)發(fā)起了 CLang 項(xiàng)目，旨在全面替換 GCC。這個(gè)目標(biāo)目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了，從 OS X10.9 和 XCode 5 開始，LLVM+GCC 已經(jīng)被替換成了 LLVM+Clang。
Swift 是克里斯在 LLVM 和 Clang 之后第三個(gè)偉大的項(xiàng)目！
關(guān)于語(yǔ)言
2007 年之前，Objective-C 一直是蘋果自家院落的小眾語(yǔ)言，但是 iOS 移動(dòng)設(shè)備的爆發(fā)讓這門語(yǔ)言的普及率獲得了火箭一般的躥升速度，截止到今天，Objective-C 在編程語(yǔ)言排行榜上排名第三，江湖人稱三哥，大哥二哥分別是 C 和 Java 這樣的老牌語(yǔ)言。同時(shí)，蘋果在 2012 年和 2013 年分別對(duì) Objective-C 進(jìn)行了大規(guī)模的優(yōu)化和升級(jí)改進(jìn)，增加了各種現(xiàn)代語(yǔ)言的特性，讓編寫 App 更加容易，更多的程序員投入到了 App Store 的生態(tài)圈里……
在這種情況下，蘋果公司為什么會(huì)發(fā)布一門新語(yǔ)言呢？
這個(gè)問題沒有標(biāo)準(zhǔn)答案，不過我們可以試著去分析一下，談?wù)勌O果的心路歷程……
Objective-C 是 80 年代初 Brad Cox 和 Tom Love 發(fā)明的，1988 年喬布斯的 Next 公司獲得了這門編程語(yǔ)言語(yǔ)言的授權(quán)，并開發(fā)出了Objective-C 的語(yǔ)言庫(kù)和 NEXTSTEP 的開發(fā)環(huán)境。后來 Next 被蘋果收購(gòu)，Objective-C 陰差陽(yáng)錯(cuò)成了蘋果的當(dāng)家語(yǔ)言。掐指一算，三十年倏忽而過，OC 也成長(zhǎng)為爺爺輩兒的編程語(yǔ)言了。
為了伺候好這位「爺爺」，蘋果煞費(fèi)苦心，把 GCC 的編譯鏈先替換成 LLVM +GCC，又替換成 LLVM+Clang，做語(yǔ)法簡(jiǎn)化、自動(dòng)引用計(jì)數(shù)、增加 Blocks 和 GCD 多線程異步處理技術(shù)……終于，OC 在 30 年后重新煥發(fā)出勃勃生機(jī)，并占據(jù)了兵器譜排名第三的位置。但是，蘋果卻有點(diǎn)煩了，OC 改進(jìn)了這么多年，怎么看都像是在修修補(bǔ)補(bǔ)，用 Blocks 去實(shí)現(xiàn)一個(gè)類似 Python 的 lambda 閉包功能，看起來總是那么別扭。好吧，既然已經(jīng)全盤掌握了 LLVM 和 Clang，為什么我們不去基于現(xiàn)在的編譯器設(shè)計(jì)一門全新的語(yǔ)言呢？一門屬于蘋果的語(yǔ)言！你看，鄰居谷歌家里叫做 Go 的孩子不是玩耍正酣么？
于是 Swift 誕生了……
當(dāng)然，事實(shí)的真相也可能是行動(dòng)緩慢的喬老爺子把克里斯拉到一邊說：
「I want to be swift to……」
「 行了，您別說了，不就是想要 swift 嗎，我這就給您做一個(gè)去」
于是 Swift 誕生了……
語(yǔ)法
Swift 是一門博采眾長(zhǎng)的現(xiàn)代語(yǔ)言，在設(shè)計(jì)的過程中，克里斯參考了 Objective-C，Rust，Haskell，Ruby，Python，C# 等優(yōu)秀語(yǔ)言的特點(diǎn)，最終形成了目前 Swift 的語(yǔ)法特性。我在閱讀了官方教程和做了些代碼實(shí)驗(yàn)之后，自我感覺會(huì)喜歡上這門語(yǔ)言，在這里簡(jiǎn)單談點(diǎn)感想，更深入的內(nèi)容需要你們自己去深入學(xué)習(xí)。
1、Swift 是面向 Cocoa 和 Cocoa Touch 的編程語(yǔ)言，編譯型語(yǔ)言，生產(chǎn)環(huán)境的代碼都需要 LLVM 編譯成本地代碼才能執(zhí)行，但是Swift又具備很多動(dòng)態(tài)語(yǔ)言的語(yǔ)法特性和交互方式。
2、Swift 是一門類型安全的語(yǔ)言，可以幫助開發(fā)者清楚的掌控代碼片段中的值類型。如果你期望輸入的是字符串，類型安全的特性會(huì)阻止開發(fā)者錯(cuò)誤地為其傳遞一個(gè)整數(shù)。這一切使得開發(fā)者能夠更早的發(fā)現(xiàn)和修復(fù)錯(cuò)誤。
3、支持各種高級(jí)語(yǔ)言特性，包括閉包、泛型、面向?qū)ο蟆⒍喾祷刂怠㈩愋徒涌凇⒃M、集合等。
4、Swift 能與 Objective-C 進(jìn)行混合編程，但代碼分屬不同的文件。
5、全面的Unicode支持，你甚至可以用一顆 ? 作為變量名，實(shí)現(xiàn)以下操作：
let ? = "大狗菠蘿"
for n in ?{
? ? println( n )
}
控制臺(tái)會(huì)輸出「大狗菠蘿」四個(gè)字。
6、編程語(yǔ)句取消了大部分語(yǔ)言使用的「;」分隔符，只有一行寫多條語(yǔ)句時(shí)才需要分號(hào)。
7、很多人簡(jiǎn)單閱讀了 Swift 的數(shù)據(jù)類型，就認(rèn)為 Swift 沒有類似 Set、List 這樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其實(shí)Swift 提供了兩種 Collection 的數(shù)據(jù)類型：數(shù)組（Array）和字典（Dictionary），兩個(gè)數(shù)據(jù)類型的表達(dá)式都用中括號(hào)標(biāo)識(shí)。其中數(shù)組可以存儲(chǔ)任意類型的變量，也可以強(qiáng)制聲明存儲(chǔ)同一種類型的變量。同時(shí)數(shù)組提供了類似 Set 功能，你可以修改、追加、替換和刪除數(shù)據(jù)的元素。另外，Swift 還提供了元組（Tuple）的功能支持函數(shù)多返回值。
8、Swift 沒有提供顯式的指針，參數(shù)傳遞根據(jù)數(shù)據(jù)類型的不同分為值類型和引用類型，值傳遞進(jìn)行內(nèi)存拷貝，引用傳遞最終傳遞的是一個(gè)指向原有對(duì)象的指針。這一點(diǎn)和 Java 的參數(shù)傳遞是類似的。需要注意的一點(diǎn)是，Swift 里的數(shù)組和字典雖然都是結(jié)構(gòu)體（struct），但在參數(shù)傳遞過程中處理方式卻不一樣，默認(rèn) Array 是引用傳遞，Dictionary 是值傳遞。而在 Java 中，由于數(shù)組和 Map 都是對(duì)象，所以傳遞的都是指針。
在 Swift 中，如果你不想傳遞數(shù)組引用，可以用 copy() 方法先復(fù)制一份出來，另外，也可以用 unshare() 表示，本變量不傳遞指針。
9、閉包，Swift 終于提供了一種優(yōu)雅的閉包解決方案，比如在排序函數(shù) sort 中進(jìn)行函數(shù)傳遞：
let names = ["D", "B", "R", "C", "A"]
func backwards(s1: String, s2: String) -> Bool {
? ? return s1 > s2
}
var rnames = sort(names, backwards)
事實(shí)上更簡(jiǎn)單的寫法是：
var rnames = sort( ["D", "B", "R", "C", "A"] ) { $0 > $1 }
10、可選變量（Optional）的引入主要是為了應(yīng)對(duì)一個(gè)變量可能存在也可能是 nil 的情況，這種情況在很多高級(jí)語(yǔ)言里都存在。比如你想使用String的toInt方法將String轉(zhuǎn)化為 Int 類型，但是你并不知道這個(gè)轉(zhuǎn)化是否正常，這時(shí)候系統(tǒng)會(huì)返回一個(gè)可選變量，如果轉(zhuǎn)換成功就返回正常值，轉(zhuǎn)換失敗就返回 nil，如下：
let str = "123A"
let nn = str.toInt()
這是 nn 就是可選變量，想得到 nn 的值，可以通過 if 進(jìn)行判斷并通過追加感嘆號(hào)獲取變量值，如下：
if nn {
? ? println(nn!)
}
可選變量的引入解決了大部分需要顯式處理的異常，這部分工作也扔給編譯器去做了。想了解更多可選變量的用法，請(qǐng)閱讀蘋果的官方文檔。
11、Swift 中的 nil 和 Objective-C 種的 nil 不同。在 Objective-C 中，nil 是指向不存在對(duì)象的指針，而在 Swift 里，nil 不是指針，它表示特定類型的值不存在。所有類型的可選值都可以被設(shè)置為nil，不僅僅是對(duì)象類型。
12、Swift 沒有從語(yǔ)言層面支持異步和多核，不過可以直接在 Swift 中復(fù)用 GCD 的 API 實(shí)現(xiàn)異步功能。另外沒看到 Swift 的異常處理機(jī)制，可能有了可選變量，異常的使用會(huì)非常少吧。
關(guān)于語(yǔ)法相關(guān)的內(nèi)容，先寫這么幾點(diǎn)吧。
給大家推薦一篇王巍 (@onevcat)寫的《 行走于 Swift 的世界中 》，深入閱讀必有收獲。
基本上，Swift 絕對(duì)不是玩具語(yǔ)言，而是一門可以被大眾接受的工業(yè)級(jí)編程語(yǔ)言。相信假以時(shí)日，Swift 必將在 App 開發(fā)領(lǐng)域大放異彩。
性能
Swift 在 WWDC 上展示出來的性能還是讓人非常吃驚的，在進(jìn)行復(fù)雜對(duì)象排序時(shí)，OC 的性能是 Python 的2.8倍，Swift 是 Python 的3.9倍；在實(shí)現(xiàn) RC4加密算法的時(shí)候，OC 的性能是 Python 的127倍，Swift 是 Python 的220倍。總之 Python 在某一個(gè)深坑里膝蓋中箭了，OC 也沒好到哪去，而 Swift，就是快啊就是快！
對(duì)于這一點(diǎn)我并不是很理解，首先是 WWDC 上展示的語(yǔ)言層面的基準(zhǔn)測(cè)試過于簡(jiǎn)單了，另外，OC 和 Swift 都是被 LLVM 編譯成本地代碼執(zhí)行的，理論上針對(duì) Swift 的優(yōu)化同樣可以應(yīng)用于 OC，但是 Swift 居然比 OC 快那么一點(diǎn)點(diǎn)，難道 LLVM 單獨(dú)針對(duì) Swift 做了優(yōu)化么？我表示不明覺厲。
當(dāng)然，還有更較真的程序員，他在第一時(shí)間針對(duì)于循環(huán)、遞增、數(shù)組、字符串拼接等功能進(jìn)行了測(cè)試，發(fā)現(xiàn) Swift 的性能比 OC 還是差那么一點(diǎn)點(diǎn)的（http://www.splasmata.com/?p=2798 ）。
無論這些測(cè)試數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確，我覺得性能是我們最不需要擔(dān)心的問題，蘋果已經(jīng)全盤掌握了這個(gè)語(yǔ)言的方方面面，從底層編譯框架到編譯器再到語(yǔ)言設(shè)計(jì)，優(yōu)化之路才剛剛開始，我們只要給這門新語(yǔ)言一點(diǎn)耐心就可以了。
所碼即所得（Playground）
對(duì)于開發(fā)者來說，Playground 是本次 WWDC 最大的亮點(diǎn)。能夠在編碼的同時(shí)實(shí)時(shí)預(yù)覽輸出結(jié)果是每個(gè)開發(fā)人員的夢(mèng)想，這一次蘋果為大家提供了這樣的福利。
Playground 不僅實(shí)現(xiàn)了很多腳本語(yǔ)言支持的交互式編程，而且提供控制臺(tái)輸出、實(shí)時(shí)圖形圖像、時(shí)間線（timeline）變量跟蹤等功能，開發(fā)者除了可以看到代碼的實(shí)時(shí)運(yùn)行結(jié)果，還能根據(jù)時(shí)間線閱讀某個(gè)變量在代碼片段中值的變化。這真是太棒了！
最初看到這個(gè)功能的時(shí)候我甚至以為每個(gè) Swift 文件都可以基于 Playground 進(jìn)行實(shí)時(shí)編碼預(yù)覽，仔細(xì)閱讀文檔后發(fā)現(xiàn)，只能在 XCode 提供的 Playground 文件中實(shí)現(xiàn)以上功能。看來 Playground 顧名思義，目前還只是為開發(fā)者提供了一個(gè)玩耍代碼的地方。
當(dāng)然不僅僅是玩耍，我們可以基于 Playground 做這些事情：
1、學(xué)習(xí)：通過 Playground 學(xué)習(xí) Swift，制作 Swift 教程實(shí)現(xiàn)交互式學(xué)習(xí)，同時(shí)還可以培訓(xùn)其他初學(xué)者。
2、代碼開發(fā)：執(zhí)行算法程序，迅速看到算法結(jié)果，跟蹤變量；執(zhí)行繪圖程序，即時(shí)看到圖像結(jié)果，及時(shí)調(diào)整。執(zhí)行通用代碼，查看變量的改變情況。
3、實(shí)驗(yàn)性代碼：無需創(chuàng)建項(xiàng)目，直接打開一個(gè)獨(dú)立的Playground文件即可編寫代碼，嘗試調(diào)用新的 API。
對(duì)于 Playground，設(shè)計(jì)者克里斯是這樣描述的：Playground 功能傾注了我個(gè)人很多心血和激情，我希望新的編程語(yǔ)言具備更好交互性，更友好和有趣……我們希望通過這門語(yǔ)言重新定義「如何教授計(jì)算機(jī)科學(xué)！」
開始使用 Swift
作為一門新語(yǔ)言，Swift 定位非常明確，就是吸引更多的開發(fā)者加入蘋果的軟件生態(tài)圈，為 iOS 和 OS X 開發(fā)出更為豐富的 App，如果你是 App Store 的開發(fā)者，推薦盡早學(xué)習(xí)和掌握這門蘋果力推的新語(yǔ)言。對(duì)于大部分新事物來說，越早介入，獲利越多。如果你是一名 Web 相關(guān)的開發(fā)者，與其等待 Swift 增加 Web 開發(fā)的相關(guān)特性，還不如去學(xué)習(xí)一下 Go 語(yǔ)言 Web 編程。
如何開始 Swift 呢？
1、下載 Xcode6-Beta 版本。
2、下載 蘋果官方提供 Swift 編程語(yǔ)言電子書， 中文版本 。
3、下載 WWDC Swift 的 Session 視頻和PDF。看。
4、基于 Xcode6創(chuàng)建 Swfit 語(yǔ)言的項(xiàng)目，在項(xiàng)目中創(chuàng)建Playground，在其中調(diào)試玩耍。
5、根據(jù)官方提供的 GuidedTour.playground 學(xué)習(xí) Swift 語(yǔ)法特性。 下載地址 。
6、熟悉了基本的語(yǔ)法特性、與 OC 的混用、與 Cocoa 和 Cocoa Touch的交互、調(diào)試等功能之后，就可以構(gòu)建你的第一個(gè)Swift App 了。?
可以說 Swift 是我所見過關(guān)注度最高的新語(yǔ)言，一經(jīng)推出即萬眾矚目，媒體和開發(fā)者在數(shù)天之內(nèi)對(duì) Swift 進(jìn)行了長(zhǎng)篇累牘的報(bào)道和討論，英文手冊(cè)迅速被翻譯成中文，即使是江湖上的另一位大佬谷歌 2009 年推出 Go 語(yǔ)言時(shí)也沒有如此浩大的聲勢(shì)。當(dāng)然，這和 Go 語(yǔ)言的定位有關(guān)，作為一門系統(tǒng)級(jí)的服務(wù)器端語(yǔ)言，開發(fā)者的可選余地太大了，如果谷歌推出 Go 是用來取代 Java 開發(fā) Android App，那可能情況就完全不一樣了。
經(jīng)過 WWDC2014，蘋果已經(jīng)完全體現(xiàn)出了一個(gè)軟件公司的創(chuàng)新能力和技術(shù)底蘊(yùn)，無論是操作系統(tǒng)，編程語(yǔ)言，還是應(yīng)用開發(fā)，蘋果都已經(jīng)準(zhǔn)備好了，凝神靜氣，蓄勢(shì)待發(fā)。作為開發(fā)者，我們要做的就是：Write the code, Change the world，然后期待下一個(gè)收獲的季節(jié)！
