Swift 算法实战之路：基本语法与技巧
Swift是苹果新推出的编程语言，也是苹果首个开源语言。相比于原来的Objective-C，Swift要更轻便和灵活。笔者最近使用Swift实践了大量的算法（绝大部分是硅谷各大公司的面试题），将心得体会总结于下。此文并不是纯粹讨论Swift如何实现某一个具体的算法或者数据结构，如冒泡排序、深度优先遍历，或是树和栈，而是总结归纳一些Swift常用的语法和技巧，以便大家在解决面试题中使用。
基本语法
先来看下面一段代码
func swap(chars:[Character], p: Int, q: Int) { var temp = chars[p] chars[p] = chars[q] chars[q] = temp } // Assume array is a character array and it has enough elements swap(array, p: 0, q: 1)
上面代码实现了一个非常简单的功能，就是交换一个数组中的两个值。乍一看非常正确，实际上存在以下几个问题。
在第一个参数前应该加上 inout 关键字。因为在Swift中，struct都是按值传递，class是按引用传递；数组和字典都是struct。所以要改变原来的chars数组，在其前部加入inout关键字，表示是按引用传递。
p 和 q 之前应该加入下划线。Swift默认函数的第一个参数是局部（local）变量，而后续参数都是外部（external）变量，外部变量必须声明。如果在p和q前加上下划线，则在调用函数时无需声明外部变量，这样调用起来更简便。
temp前的var应该改为let。let用于声明常量（constant），var用于声明变量（variable）。swap函数中，temp并未进行修改，所以应当视为常量，用let来声明。修改过后的代码为
func swap(inout chars:[Character], _ p: Int, _ q: Int) { let temp = chars[p] chars[p] = chars[q] chars[q] = temp } // Assume array is a character array and it has enough elements swap(&array, 0, 1)
再来看一段代码
func toZero(x: Int) -> Int { while x > 0 { x -= 1 } return x }
这里在 x -= 1 处会报错。原因是函数中所有的参数是常量（let），是不可以修改的。解决的方法是在函数中写上var x = x，之后就可以对 x 进行修改了
循环
Swift循环分为for和while两种，注意他们的结构跟传统的 Java, C/C++有很大区别，笔者将其总结如下
// Assume names is an array holds enough Strings // for loop for name in names { } for i in 0 ... names.count - 1 { } for i in 0 ..< names.count { } for _ in 0 ..< names.count { } for name in names.reverse() { } for i in 0.stride(through: names.count - 1, by 2) { } for i in 0.stride(to: names.count, by: 2) { } // while loop var i = 0 while i < names.count { } repeat { } while i < names.count
以上代码非常简单。需要说明的有两个，一个是 for _ in 0 ..< names.count { } 。当我们不需要数组中每一个具体的元素值时，我们就可以用下划线来代表序号。
另一个是是 repeat { } while i < names.count 。这个相当于我们熟悉（java）的 do { } while (i < names.length)。
排序
swift排序效率很高，写法也很简洁。笔者将其总结如下
// Sort an Int array，ascending nums.sortInPlace({$0 < $1}) // Sort an Int array without mutating the original one, ascending var sortedNums = nums.sort({$0 < $1}) // Sort an array with custom-defined objects, ascending timeIntervals.sortInPlace({$0.startTime < $1.startTime}) // Sort keys in a dictionary according to its value, ascending let keys = Array(dict.keys) var sortedKeys = keys.sort() { let value0 = dict[$0] let value1 = dict[$1] return value0 < value1 }
活用Guard语句
使用Guard语句可以让逻辑变得非常清楚，尤其是在处理算法问题的时候，请看下面的代码
// Returns the index of the first occurrence of needle in haystack, // or -1 if needle is not part of haystack func strStr(haystack: String, _ needle: String) -> Int { var hChars = [Character](haystack.characters) var nChars = [Character](needle.characters) if hChars.count < nChars.count { return -1 } if hChars.count == 0 { return -1 } for i in 0 ... hChars.count - nChars.count { if hChars[i] == nChars[0] { for j in 0 ..< nChars.count { if hChars[i + j] != nChars[j] { break } else { if j == nChars.count - 1 { return i } } } } } return -1 }
上面这段代码是求字符串needle在字符串haystack里首次出现的位置。我们发现for循环中的嵌套非常繁琐，但是如果使用Guard语句代码会变得清晰很多：
func strStr(haystack: String, _ needle: String) -> Int { var hChars = [Character](haystack.characters) var nChars = [Character](needle.characters) guard hChars.count >= nChars.count else { return -1 } if nChars.count == 0 { return 0 } for i in 0 ... hChars.count - nChars.count { guard hChars[i] == nChars[0] else { continue } for j in 0 ..< nChars.count { guard hChars[i + j] == nChars[j] else { break } if j == nChars.count - 1 { return i } } } return -1 }
Guard语句的好处是判断条件永远是我们希望的条件而不是特殊情况，且成功避免了大量的if嵌套。
另外在上面代码中，为何要将字符串转化成数组进行处理？因为Swift中没有方法能够以O(1)的时间复杂度取得字符串中的字符，我们常用的string.startIndex.advancedBy(n)方法，其时间复杂度为O(n)。所以笔者在这里以空间换时间的方法进行了优化。
总结
Swift是一门独特的语言，本文对其基本知识和语法进行了适当归纳，文中提到的都是基本细节。下期我们会讨论更加进阶的内容。
