可选链
最后更新于：2022-04-01 05:04:23
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可空链式调用（Optional Chaining）是一种可以请求和调用属性、方法及下标的过程，它的可空性体现于请求或调用的目标当前可能为空（nil）。如果可空的目标有值，那么调用就会成功；如果选择的目标为空（nil），那么这种调用将返回空（nil）。多个连续的调用可以被链接在一起形成一个调用链，如果其中任何一个节点为空（nil）将导致整个链调用失败。
> 注意： Swift 的可空链式调用和 Objective-C 中的消息为空有些相像，但是 Swift 可以使用在任意类型中，并且能够检查调用是否成功。
## 使用可空链式调用来强制展开
通过在想调用非空的属性、方法、或下标的可空值（optional value）后面放一个问号，可以定义一个可空链。这一点很像在可空值后面放一个叹号（！）来强制展开其中值。它们的主要的区别在于当可空值为空时可空链式只是调用失败，然而强制展开将会触发运行时错误。
为了反映可空链式调用可以在空对象（nil）上调用，不论这个调用的属性、方法、下标等返回的值是不是可空值，它的返回结果都是一个可空值。你可以利用这个返回值来判断你的可空链式调用是否调用成功，如果调用有返回值则说明调用成功，返回`nil`则说明调用失败。
特别地，可空链式调用的返回结果与原本的返回结果具有相同的类型，但是被包装成了一个可空类型值。当可空链式调用成功时，一个本应该返回`Int`的类型的结果将会返回`Int?`类型。
下面几段代码将解释可空链式调用和强制展开的不同。 首先定义两个类`Person`和`Residence`。
~~~
class Person {
var residence: Residence?
}
class Residence {
var numberOfRooms = 1
}
~~~
`Residence`有一个`Int`类型的属性`numberOfRooms`，其默认值为1。`Person`具有一个可空的`residence`属性，其类型为`Residence?`。
如果创建一个新的`Person`实例，因为它的`residence`属性是可空的，`john`属性将初始化为`nil`：
~~~
let john = Person()
~~~
如果使用叹号（！）强制展开获得这个`john`的`residence`属性中的`numberOfRooms`值，会触发运行时错误，因为这时没有可以展开的`residence`：
~~~
let roomCount = john.residence!.numberOfRooms
// this triggers a runtime error
~~~
`john.residence`非空的时候，上面的调用成功，并且把`roomCount`设置为`Int`类型的房间数量。正如上面说到的，当`residence`为空的时候上面这段代码会触发运行时错误。
可空链式调用提供了一种另一种访问`numberOfRooms`的方法，使用问号（？）来代替原来叹号（！）的位置：
~~~
if let roomCount = john.residence?.numberOfRooms {
print("John's residence has \(roomCount) room(s).")
} else {
print("Unable to retrieve the number of rooms.")
}
// prints "Unable to retrieve the number of rooms."
~~~
在`residence`后面添加问号之后，Swift就会在`residence`不为空的情况下访问`numberOfRooms`。
因为访问`numberOfRooms`有可能失败，可空链式调用会返回`Int?`类型，或称为“可空的Int”。如上例所示，当`residence`为`nil`的时候，可空的`Int`将会为`nil`，表明无法访问`numberOfRooms`。
要注意的是，即使`numberOfRooms`是不可空的`Int`时，这一点也成立。只要是通过可空链式调用就意味着最后`numberOfRooms`返回一个`Int?`而不是`Int`。
通过赋给`john.residence`一个`Residence`的实例变量：
~~~
john.residence = Residence()
~~~
这样`john.residence`不为`nil`了。现在就可以正常访问`john.residence.numberOfRooms`，其值为默认的1，类型为`Int?`：
~~~
if let roomCount = john.residence?.numberOfRooms {
print("John's residence has \(roomCount) room(s).")
} else {
print("Unable to retrieve the number of rooms.")
}
// prints "John's residence has 1 room(s)."
~~~
## 为可空链式调用定义模型类
通过使用可空链式调用可以调用多层属性，方法，和下标。这样可以通过各种模型向下访问各种子属性。并且判断能否访问子属性的属性，方法或下标。
下面这段代码定义了四个模型类，这些例子包括多层可空链式调用。为了方便说明，在`Person`和`Residence`的基础上增加了`Room`和`Address`，以及相关的属性，方法以及下标。
Person类定义基本保持不变：
~~~
class Person {
var residence: Residence?
}
~~~
`Residence`类比之前复杂些，增加了一个`Room`类型的空数组`room`：
~~~
class Residence {
var rooms = [Room]()
var numberOfRooms: Int {
return rooms.count
}
subscript(i: Int) -> Room {
get {
return rooms[i]
}
set {
rooms[i] = newValue
}
}
func printNumberOfRooms() {
print("The number of rooms is \(numberOfRooms)")
}
var address: Address?
}
~~~
现在`Residence`有了一个存储`Room`类型的数组，`numberOfRooms`属性需要计算，而不是作为单纯的变量。计算后的`numberOfRooms`返回`rooms`数组的`count`属性值。现在的`Residence`还提供访问`rooms`数组的快捷方式， 通过可读写的下标来访问指定位置的数组元素。此外，还提供`printNumberOfRooms`方法，这个方法的作用就是输出这个房子中房间的数量。最后，`Residence`定义了一个可空属性`address`，其类型为`Address?`。`Address`类的定义在下面会说明。
类`Room`是一个简单类，只包含一个属性`name`，以及一个初始化函数：
~~~
class Room {
let name: String
init(name: String) { self.name = name }
}
~~~
最后一个类是`Address`，这个类有三个`String?`类型的可空属性。`buildingName`以及`buildingNumber`属性表示建筑的名称和号码，用来表示某个特定的建筑。第三个属性表示建筑所在街道的名称：
~~~
class Address {
var buildingName: String?
var buildingNumber: String?
var street: String?
func buildingIdentifier() -> String? {
if buildingName != nil {
return buildingName
} else if buildingNumber != nil {
return buildingNumber
} else {
return nil
}
}
}
~~~
类`Address`提供`buildingIdentifier()`方法，返回值为`String?`。 如果`buildingName`不为空则返回`buildingName`， 如果`buildingNumber`不为空则返回`buildingNumber`。如果这两个属性都为空则返回`nil`。
## 通过可空链式调用访问属性
正如[使用可空链式调用来强制展开](http://wiki.jikexueyuan.com/project/swift/chapter2/17_Optional_Chaining.html#optional_chaining_as_an_alternative_to_forced_unwrapping)中所述，可以通过可空链式调用访问属性的可空值，并且判断访问是否成功。
下面的代码创建了一个`Person`实例，然后访问`numberOfRooms`属性：
~~~
let john = Person()
if let roomCount = john.residence?.numberOfRooms {
print("John's residence has \(roomCount) room(s).")
} else {
print("Unable to retrieve the number of rooms.")
}
// prints "Unable to retrieve the number of rooms."
~~~
因为`john.residence`为`nil`，所以毫无疑问这个可空链式调用失败。
通过可空链式调用来设定属性值：
~~~
let someAddress = Address()
someAddress.buildingNumber = "29"
someAddress.street = "Acacia Road"
john.residence?.address = someAddress
~~~
在这个例子中，通过`john.residence`来设定`address`属性也是不行的，因为`john.residence`为`nil`。
## 通过可空链式调用来调用方法
可以通过可空链式调用来调用方法，并判断是否调用成功，即使这个方法没有返回值。 `Residence`中的`printNumberOfRooms()`方法输出当前的`numberOfRooms`值：
~~~
func printNumberOfRooms() {
print("The number of rooms is \(numberOfRooms)")
}
~~~
这个方法没有返回值。但是没有返回值的方法隐式返回`Void`类型，如[无返回值函数](http://wiki.jikexueyuan.com/project/swift/chapter2/06_Functions.html#functions_without_return_values)中所述。这意味着没有返回值的方法也会返回()或者空的元组。
如果在可空值上通过可空链式调用来调用这个方法，这个方法的返回类型为`Void?`，而不是`Void`，因为通过可空链式调用得到的返回值都是可空的。这样我们就可以使用`if`语句来判断能否成功调用`printNumberOfRooms()`方法，即使方法本身没有定义返回值。通过返回值是否为`nil`可以判断调用是否成功：
~~~
if john.residence?.printNumberOfRooms() != nil {
print("It was possible to print the number of rooms.")
} else {
print("It was not possible to print the number of rooms.")
}
// prints "It was not possible to print the number of rooms."
~~~
同样的，可以判断通过可空链式调用来给属性赋值是否成功。在上面的例子中，我们尝试给`john.residence`中的`address`属性赋值，即使`residence`为`nil`。通过可空链式调用给属性赋值会返回`Void?`，通过判断返回值是否为`nil`可以知道赋值是否成功：
~~~
if (john.residence?.address = someAddress) != nil {
print("It was possible to set the address.")
} else {
print("It was not possible to set the address.")
}
// prints "It was not possible to set the address."
~~~
## 通过可空链式调用来访问下标
通过可空链式调用，我们可以用下标来对可空值进行读取或写入，并且判断下标调用是否成功。
> 注意： 当通过可空链式调用访问可空值的下标的时候，应该将问号放在下标方括号的前面而不是后面。可空链式调用的问号一般直接跟在可空表达式的后面。
下面这个例子用下标访问`john.residence`中`rooms`数组中第一个房间的名称，因为`john.residence`为`nil`，所以下标调用毫无疑问失败了：
~~~
if let firstRoomName = john.residence?[0].name {
print("The first room name is \(firstRoomName).")
} else {
print("Unable to retrieve the first room name.")
}
// prints "Unable to retrieve the first room name."
~~~
在这个例子中，问号直接放在`john.residence`的后面，并且在方括号的前面，因为`john.residence`是可空值。
类似的，可以通过下标，用可空链式调用来赋值：
~~~
john.residence?[0] = Room(name: "Bathroom")
~~~
这次赋值同样会失败，因为`residence`目前是`nil`。
如果你创建一个`Residence`实例，添加一些`Room`实例并赋值给`john.residence`，那就可以通过可选链和下标来访问数组中的元素：
~~~
let johnsHouse = Residence()
johnsHouse.rooms.append(Room(name: "Living Room"))
johnsHouse.rooms.append(Room(name: "Kitchen"))
john.residence = johnsHouse
if let firstRoomName = john.residence?[0].name {
print("The first room name is \(firstRoomName).")
} else {
print("Unable to retrieve the first room name.")
}
// prints "The first room name is Living Room."
~~~
## 访问可空类型的下标：
如果下标返回可空类型值，比如Swift中`Dictionary`的`key`下标。可以在下标的闭合括号后面放一个问号来链接下标的可空返回值：
~~~
var testScores = ["Dave": [86, 82, 84], "Bev": [79, 94, 81]]
testScores["Dave"]?[0] = 91
testScores["Bev"]?[0]++
testScores["Brian"]?[0] = 72
// the "Dave" array is now [91, 82, 84] and the "Bev" array is now [80, 94, 81]
~~~
上面的例子中定义了一个`testScores`数组，包含了两个键值对， 把`String`类型的`key`映射到一个整形数组。这个例子用可空链式调用把“Dave”数组中第一个元素设为91，把”Bev”数组的第一个元素+1，然后尝试把”Brian”数组中的第一个元素设为72。前两个调用是成功的，因为这两个`key`存在。但是key“Brian”在字典中不存在，所以第三个调用失败。
## 多层链接
可以通过多个链接多个可空链式调用来向下访问属性，方法以及下标。但是多层可空链式调用不会添加返回值的可空性。
也就是说：
* 如果你访问的值不是可空的，通过可空链式调用将会放回可空值。
* 如果你访问的值已经是可空的，通过可空链式调用不会变得“更”可空。
因此：
* 通过可空链式调用访问一个`Int`值，将会返回`Int?`，不过进行了多少次可空链式调用。
* 类似的，通过可空链式调用访问`Int?`值，并不会变得更加可空。
下面的例子访问`john`中的`residence`中的`address`中的`street`属性。这里使用了两层可空链式调用，`residence`以及`address`，这两个都是可空值。
~~~
if let johnsStreet = john.residence?.address?.street {
print("John's street name is \(johnsStreet).")
} else {
print("Unable to retrieve the address.")
}
// prints "Unable to retrieve the address."
~~~
`john.residence`包含`Residence`实例，但是`john.residence.address`为`nil`。因此，不能访问`john.residence?.address?.street`。
需要注意的是，上面的例子中，`street`的属性为`String?`。`john.residence?.address?.street`的返回值也依然是`String?`，即使已经进行了两次可空的链式调用。
如果把`john.residence.address`指向一个实例，并且为`address`中的`street`属性赋值，我们就能过通过可空链式调用来访问`street`属性。
~~~
let johnsAddress = Address()
johnsAddress.buildingName = "The Larches"
johnsAddress.street = "Laurel Street"
john.residence?.address = johnsAddress
if let johnsStreet = john.residence?.address?.street {
print("John's street name is \(johnsStreet).")
} else {
print("Unable to retrieve the address.")
}
// prints "John's street name is Laurel Street."
~~~
在上面的例子中，因为`john.residence`是一个可用的`Residence`实例，所以对`john.residence`的`address`属性赋值成功。
## 对返回可空值的函数进行链接
上面的例子说明了如何通过可空链式调用来获取可空属性值。我们还可以通过可空链式调用来调用返回可空值的方法，并且可以继续对可空值进行链接。
在下面的例子中，通过可空链式调用来调用`Address`的`buildingIdentifier()`方法。这个方法返回`String?`类型。正如上面所说，通过可空链式调用的方法的最终返回值还是`String?`：
~~~
if let buildingIdentifier = john.residence?.address?.buildingIdentifier() {
print("John's building identifier is \(buildingIdentifier).")
}
// prints "John's building identifier is The Larches."
~~~
如果要进一步对方法的返回值进行可空链式调用，在方法`buildingIdentifier()`的圆括号后面加上问号：
~~~
if let beginsWithThe =
john.residence?.address?.buildingIdentifier()?.hasPrefix("The") {
if beginsWithThe {
print("John's building identifier begins with \"The\".")
} else {
print("John's building identifier does not begin with \"The\".")
}
}
// prints "John's building identifier begins with "The"."
~~~
> 注意： 在上面的例子中在，在方法的圆括号后面加上问号是因为`buildingIdentifier()`的返回值是可空值，而不是方法本身是可空的。