学习 Swift 的第一步 – wiki基地

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开启奇幻旅程：学习 Swift 的第一步

恭喜你！决定迈出学习 Swift 的第一步，这标志着你即将踏入一个充满无限可能的世界——构建精美的 iOS、macOS、watchOS、tvOS 应用，甚至是高性能的服务器端程序。Swift 不仅仅是一门编程语言，它是 Apple 生态系统的核心，是连接创意与现实的强大工具。

但是，对于任何初学者而言，第一步往往是最令人既兴奋又忐忑的。面对陌生的术语、复杂的工具和铺天盖地的学习资料，很多人可能会感到无从下手。别担心，这篇文章就是你的向导，它会手把手带你走过学习 Swift 的开端，详细拆解并阐述这决定性的第一步究竟包含哪些内容，以及如何扎实地迈好它。

我们将从为何选择 Swift 开始，然后探讨你需要准备些什么，最重要的部分则是如何搭建你的开发环境，以及如何写下你的第一行 Swift 代码，并理解它背后的含义。

第一章：为何选择 Swift？理解你的学习目标

在你正式开始学习语法之前，花点时间理解 Swift 的价值和魅力至关重要。知道“为什么”能极大地增强你学习的动力。

1. Apple 生态系统的核心： 如果你的目标是开发 iPhone、iPad、Mac、Apple Watch 或 Apple TV 的原生应用，Swift 是你的首选语言。它由 Apple 设计和维护，与 Apple 的各种框架（如 UIKit, SwiftUI, AppKit, Combine 等）无缝集成，能够让你充分利用 Apple 设备的硬件和软件特性。

2. 现代、安全、高性能： Swift 吸取了众多现代编程语言的优点，抛弃了 C 语言中容易出错的部分（比如手动内存管理），提供了更安全的编程模式（如强类型、可选值处理），这大大减少了程序崩溃和安全漏洞的可能性。同时，Swift 的设计注重性能，在许多场景下其性能可以媲美 C++。

3. 易读、易写、易维护： Swift 的语法简洁明了，接近自然语言，这使得代码更容易阅读和理解。它支持现代编程范式，鼓励你写出清晰、模块化、易于维护的代码。对于初学者来说，相对友好的语法降低了入门门槛。

4. 强大的社区和丰富的资源： 作为一门由 Apple 大力推广的语言，Swift 拥有庞大的开发者社区。这意味着你在学习过程中遇到问题时，很容易找到答案；同时，官方文档、教程、第三方库和工具也极其丰富。

5. 应用领域广泛： 除了 Apple 平台，Swift 也在向其他领域扩张。由于其开源特性，Swift 可以在 Linux 上运行，用于服务器端开发（如 Vapor, Kitura 等框架）。虽然目前主流的服务器端语言不是 Swift，但它的潜力不容小觑。此外，通过一些跨平台工具（如 Swift UI for Windows, Swift Android），其触角也在伸向其他操作系统。

理解了这些，你会发现学习 Swift 不仅仅是学习一门语言，更是打开了通往一个巨大且充满活力的技术世界的大门。

第二章：备战：你需要准备些什么？

学习 Swift，特别是进行 Apple 平台开发，是有一定的硬件和软件要求的。这是你迈出第一步前需要确认和准备好的。

1. 硬件要求：一台 Mac 电脑

要进行原生的 Apple 平台开发，你需要一台运行 macOS 操作系统的 Mac 电脑。这是因为开发 Swift/Objective-C 应用所需的核心集成开发环境（IDE）—— Xcode，只能在 macOS 上运行。

• 型号: MacBook, MacBook Air, MacBook Pro, iMac, Mac Mini, Mac Studio, Mac Pro 都可以。
• 配置: 对于初学者来说，不是最新的或最高配置的 Mac 也能开始学习。但考虑到 Xcode 本身比较庞大且后续项目可能会增加复杂性，建议选择配置尽可能新的 Mac（例如，近五年内的型号）。内存建议至少 8GB，最好是 16GB 或以上，以便流畅运行 Xcode 和模拟器。存储空间也需要充足，Xcode 安装包很大，且项目文件会占用空间。
• 操作系统: 确保你的 macOS 系统是最新版本或 Xcode 所要求的最低版本。新版本的 Xcode 通常需要较新版本的 macOS。

重要说明： 如果你暂时没有 Mac 电脑，但非常渴望开始学习 Swift 语言本身，也有一些非官方或变通的方法可以让你在 Windows 或 Linux 上学习 Swift 的语法和基础知识：

• 在线 Swift 编译器/运行环境： 许多网站提供在线的 Swift 代码编辑和运行服务，例如 replit.com, Swift Sandbox 等。你可以在这些平台练习 Swift 的语法基础。
• Swift 在 Linux 上： Swift 是开源的，可以在 Linux 发行版上安装和运行。如果你熟悉 Linux，可以在上面搭建 Swift 环境进行语言学习。
• Swift Playgrounds for iPad： 如果你有一台 iPad，可以下载 Apple 官方出品的 Swift Playgrounds App。它以更互动、游戏化的方式引导你学习 Swift 基础，并且可以在 iPad 上直接编写和运行 Swift 代码，甚至构建简单的 App。

然而，请务必明白，这些变通方法主要适用于学习 Swift 语言的基础。要进行完整的 iOS/macOS 等应用开发，你仍然需要一台 Mac 和 Xcode。因此，如果你的长期目标是 Apple 平台开发，优先考虑准备一台 Mac 是最直接有效的路径。

2. 软件要求：Xcode

Xcode 是 Apple 的集成开发环境（IDE），它是你编写、调试、构建和发布 Swift 和 Objective-C 应用的唯一官方工具。学习 Swift 的第一步，很大一部分工作就是熟悉 Xcode 这个环境。

• 获取: Xcode 可以从 Mac App Store 免费下载。在 App Store 中搜索 “Xcode” 即可找到。
• 安装: 点击“获取”或“安装”后，你需要登录你的 Apple ID。Xcode 的下载和安装过程需要较长时间，因为它是一个非常庞大的应用（通常占用数十 GB 的硬盘空间），请确保你的网络连接稳定，并耐心等待。

安装完成后，Xcode 会出现在你的“应用程序”文件夹中。

第三章：搭建你的第一个工作站：启动 Xcode 并创建 Playground

有了 Mac 和 Xcode，我们就可以正式进入编码环节了。但别急着创建复杂的项目，对于初学者，Xcode 提供了一个绝佳的工具来让你快速上手和实验代码片段，那就是 Swift Playground。

Playground 是一个交互式的环境，你可以实时看到代码运行的结果。它就像一个草稿本，非常适合用来学习新的语法、测试算法或只是简单地敲一些代码看看效果。

步骤 1：启动 Xcode

在“应用程序”文件夹中找到 Xcode 图标，双击启动。第一次启动时，Xcode 可能需要进行一些初始化设置，例如同意许可协议、安装额外的组件等。按照提示操作即可。

启动后，你会看到 Xcode 的欢迎窗口，上面可能会显示最近打开的项目。

步骤 2：创建新的 Playground

在 Xcode 的欢迎窗口，选择 “Create a new project…”（创建一个新项目…）。别担心，我们不是真的要创建“项目”，这个选项里包含了创建 Playground 的入口。

在弹出的模板选择窗口中，注意窗口顶部的标签页。通常默认是 “iOS”。你需要找到并点击 “macOS” 标签页（虽然你可以在任何平台标签页下创建 Playground，但在 macOS 下创建最简单，不涉及特定的设备或模板）。

在 macOS 模板列表中，你会看到一个名为 “Playground” 的选项。选择它，然后点击 “Next”（下一步）。

步骤 3：配置 Playground

接下来，你需要为你的 Playground 命名，并选择一个存储位置。

• Product Name: 输入一个名字，比如 “MyFirstSwiftPlayground” 或 “SwiftBasics”。
• Platform: 这里可以选择平台，通常 macOS 是默认的，保持不变即可。
• 存放位置: 选择一个你方便找到的文件夹来保存这个 Playground 文件。

点击 “Create”（创建）。

Xcode 会为你创建一个新的 Playground 文件（以 .playground 为扩展名）并自动打开它。

第四章：写下你的第一行代码：”Hello, World!”

当你创建并打开 Playground 后，你会看到一个编辑区域。这个区域就是你书写 Swift 代码的地方。通常，一个新的 Playground 会包含一些默认的代码，比如导入 UIKit 或 Cocoa 框架，并有一行简单的 print 语句。

“`swift
import Cocoa // 或者 import UIKit，取决于你创建时选择的平台模板

let greeting = “Hello, playground” // 默认可能有的代码
print(greeting) // 默认可能有的代码
“`

让我们来写下编程世界里最经典的第一行代码：打印 “Hello, World!”。

请清空编辑区域已有的代码，然后输入以下内容：

swift
print("Hello, World!")

代码解释：

• print() 是 Swift 标准库提供的一个函数（Function）。函数是一段预定义好的代码块，用来执行特定的任务。print() 函数的任务就是将信息输出到控制台或 Playground 的结果区域。
• "Hello, World!" 是一个字符串字面量（String Literal）。在编程中，字符串是一串文本字符。双引号 " 包围起来的内容就被视为一个字符串。在这个例子中，我们要打印的内容就是 “Hello, World!” 这段文本。
• 圆括号 () 在这里用来包含传递给 print() 函数的信息，也就是我们要打印的字符串。
• 这行代码的含义非常直观：调用 print 函数，并告诉它去打印 “Hello, World!” 这个字符串。

运行代码并查看结果：

Playground 的神奇之处在于它的交互性。当你输入代码时，它通常会自动运行（你也可以通过点击编辑区域下方的蓝色播放按钮来手动运行）。

在编辑区域的右侧，你会看到一个结果区域（Results Sidebar）。当你输入 print("Hello, World!") 后，稍等片刻，在这一行的右侧就会显示出代码运行的结果：

Hello, World!

同时，在 Playground 界面的最下方（或者可以手动拉起底部的控制台区域），你也会看到同样的输出信息。这就是你的第一行 Swift 代码成功运行的证明！

恭喜你！你已经成功迈出了学习 Swift 的第一步：搭建环境，打开工具，并执行了第一段代码。

第五章：理解 Playground 的工作原理

为了更好地利用 Playground 学习，我们需要更深入地理解它。

1. 代码编辑区： 这是你输入 Swift 代码的地方。

2. 结果区域（Results Sidebar）： 在代码编辑区右侧。对于每一行产生结果（例如变量赋值、函数调用），Playground 会在这个区域显示该行代码执行后的结果。这对于调试和理解代码的中间状态非常有帮助。比如：

swift
let numberOfApples = 5 // 结果区域会显示 5
var totalCost = numberOfApples * 2 // 结果区域会显示 10
print("Total cost is \(totalCost)") // 结果区域显示字符串 "Total cost is 10"
// 底部控制台也显示 "Total cost is 10"
请注意，print 语句的结果通常主要显示在底部的控制台，但某些 Playground 版本或配置下，结果区域也可能显示。其他非打印输出的表达式结果则会清晰地显示在结果区域。

3. 底部控制台区域： 可以通过点击编辑器底部中间的按钮来显示或隐藏。print() 函数的输出主要会显示在这里。此外，代码运行时的任何错误或警告信息也会显示在控制台。

4. 运行控制： 编辑区域下方通常有一个蓝色的播放按钮（或者一个执行进度的指示器）。你可以点击它来手动运行或停止 Playground 的执行。自动运行是默认行为，但有时手动控制也很方便。

Playground 的实时反馈机制是其最大的优点。你可以修改一行代码，立即看到结果的变化，这使得学习过程更加直观和高效。

第六章：初识 Swift 的基本元素（在 Playground 中实践）

现在我们已经能在 Playground 中运行代码了，是时候了解一些最基本的 Swift 概念了。我们将继续在 Playground 中进行实验。

1. 注释（Comments）

在编写代码时，注释是非常重要的。它们是给人类阅读的，用来解释代码的功能、目的或任何需要注意的地方。编译器会忽略注释。

• 单行注释： 以双斜杠 // 开头。

  swift
// 这是一个单行注释
print("Hello") // 你也可以在代码后面加上注释

• 多行注释： 以 /* 开头，以 */ 结尾。

  swift
/*
这是一个多行注释
可以跨越多行来解释更复杂的代码块
*/
print("World")
  在 Playground 中练习使用注释，养成写注释的好习惯。

2. 常量（Constants）与变量（Variables）

在编程中，我们需要存储数据。Swift 提供了两种存储数据的方式：常量和变量。

• 常量（Constants）： 用 let 关键字声明。一旦给常量赋值后，它的值就不能再改变。
• 变量（Variables）： 用 var 关键字声明。声明后，你可以随时改变变量的值。

为什么 Swift 鼓励使用常量？

尽可能使用 let (常量) 是 Swift 推荐的编程风格。这有几个好处：

• 安全性： 避免意外地修改不应该改变的值，减少程序错误。
• 清晰性： 阅读代码的人知道这个值是固定的，不需要担心它在后面会被改变。
• 性能： 编译器对常量可以进行一些优化。

在 Playground 中实践：

“`swift
// 声明一个常量：名字，它的值不会改变
let myName = “Alice”
// myName = “Bob” // 尝试修改常量，Playground 会报错！Xcode 会提示 “Cannot assign to value: ‘myName’ is a ‘let’ constant”

// 声明一个变量：年龄，它会随着时间改变
var myAge = 30
print(“我的名字是 (myName)，我今年 (myAge) 岁。”) // 结果区域和控制台输出：我的名字是 Alice，我今年 30 岁。

// 改变变量的值
myAge = 31
print(“过了一年，我 (myAge) 岁了。”) // 结果区域和控制台输出：过了一年，我 31 岁了。

// 声明一个常量，其值通过计算得出
let birthYear = 2024 – myAge // Playground 会计算 2024 – 31 = 1993
print(“我的出生年份大约是 (birthYear)。”) // 结果区域和控制台输出：我的出生年份大约是 1993。
// birthYear = 2000 // 尝试修改常量，再次报错
“`

在 Playground 中输入这些代码，观察右侧结果区域和底部控制台的输出。注意尝试修改常量时 Xcode 如何报错。

3. 数据类型（Data Types）

编程就是处理数据。数据有不同的种类，比如文本、数字、真/假值等。Swift 是一门强类型语言，这意味着每个常量或变量都有一个特定的类型，决定了它可以存储什么样的数据。

Swift 提供了多种内置数据类型，初学阶段我们先了解最常见的几种：

• String: 表示文本，用双引号 "" 包围。
  swift
let greeting = "你好，Swift！"
let emptyString = ""
• Int: 表示整数（没有小数部分的数字）。根据系统架构（32位或64位），Int 可以存储不同范围的整数。
  swift
let year = 2024
let quantity = 100
let negativeNumber = -50
• Double: 表示双精度浮点数（带有小数部分的数字），通常用于表示小数或大数值。
  swift
let price = 19.99
let pi = 3.14159
• Bool: 表示布尔值，只有两个可能的值：true (真) 或 false (假)。通常用于逻辑判断。
  swift
let isLearning = true
let isFinished = false

类型推断（Type Inference）： Swift 非常智能，很多时候你不需要明确写出变量或常量的类型，编译器可以根据你赋给它的值自动推断出它的类型。

swift
let movieTitle = "Inception" // Swift 推断这是 String 类型
var numberOfPages = 300 // Swift 推断这是 Int 类型
let gravitationalConstant = 9.8 // Swift 推断这是 Double 类型
let isLoggedIn = false // Swift 推断这是 Bool 类型

如果你愿意，也可以显式地声明类型，在变量/常量名后面加上冒号 : 和类型名称：

swift
let movieTitle: String = "Inception"
var numberOfPages: Int = 300
let gravitationalConstant: Double = 9.8
let isLoggedIn: Bool = false
显式声明类型有时能提高代码的可读性，尤其是在代码不是那么直观的时候。

类型安全（Type Safety）： Swift 的强类型特性意味着你不能把一个类型的值直接当作另一个类型来使用或赋值，除非进行明确的类型转换。这能有效防止很多运行时错误。

“`swift
let age: Int = 25
// let ageString: String = age // Playground 会报错！Int 类型不能直接赋值给 String 类型
let ageString: String = String(age) // 正确的做法：将 Int 转换为 String

let weight: Double = 65.5
// let approximateWeight: Int = weight // Playground 会报错！Double 类型不能直接赋值给 Int
let approximateWeight: Int = Int(weight) // 正确的做法：将 Double 转换为 Int (会丢失小数部分)
“`
在 Playground 中尝试这些例子，观察错误信息，理解类型安全的重要性。

4. 简单的操作

你可以在 Playground 中进行基本的数学运算、字符串拼接等操作。

“`swift
// 数学运算
let a = 10
let b = 5
let sum = a + b // 结果区域显示 15
let difference = a – b // 结果区域显示 5
let product = a * b // 结果区域显示 50
let quotient = a / b // 结果区域显示 2 (整数除法)

let x: Double = 10
let y: Double = 4
let preciseQuotient = x / y // 结果区域显示 2.5 (浮点数除法)

// 字符串拼接
let firstName = “John”
let lastName = “Doe”
let fullName = firstName + ” ” + lastName // 结果区域显示 “John Doe”

// 字符串插值 (更推荐的方式)
let message = “你好，(firstName) (lastName)！” // 结果区域显示 “你好，John Doe！”
let calculationResult = “10 + 5 = (sum)” // 结果区域显示 “10 + 5 = 15”
``
字符串插值是 Swift 中非常方便的特性，它允许你在字符串字面量中直接嵌入变量、常量或表达式的值，只需将它们放在()` 中。

通过在 Playground 中不断尝试这些基本概念，你会对 Swift 的语法和特性有一个初步的感知。

第七章：Playground vs. Project：了解它们的区别

虽然 Playground 是学习和实验的绝佳工具，但真实的 iOS/macOS 应用并非在 Playground 中构建。它们是在 Xcode 的 Project 中构建的。

• Playground：

  • 用途： 学习和测试 Swift 语言特性、算法片段、库的用法。
  • 特点： 交互式，实时反馈，轻量级。
  • 结构： 单个 .playground 文件，包含代码和资源。不包含完整的应用生命周期管理、用户界面文件（如 Storyboard/SwiftUI View 文件）、资源文件（图片、音频等）的组织结构。

• Project：

  • 用途： 构建完整的应用、框架、库等。
  • 特点： 结构化，包含完整的应用生命周期管理，可以添加各种资源文件，支持多文件、多模块协作。
  • 结构： 包含 .xcodeproj 文件（项目文件，记录项目配置）、代码文件（.swift）、用户界面文件（.storyboard, .xib, .swift）、资源文件（.xcassets 等）、配置文件（Info.plist）等。

作为你的第一步，专注于 Playground 是完全正确的。它移除了构建完整应用的复杂性，让你能够纯粹地关注 Swift 语言本身。当你对 Swift 基础有了一定的掌握后，下一步的学习就会是创建你的第一个 Xcode 项目，并开始学习如何构建用户界面（可能是使用 SwiftUI 或 UIKit）以及如何组织应用的代码结构。

第八章：学习的心态与建议

迈出第一步只是开始，持续学习更重要。以下是一些建议，帮助你更好地踏上 Swift 学习之旅：

1. 保持耐心，循序渐进： 编程是一个需要时间和练习的过程。不要期望一夜之间成为专家。从最基础的概念开始，确保自己真正理解了，再进入下一个主题。遇到困难是很正常的，不要轻易放弃。

2. 实践，实践，再实践： 光看不练是学不会编程的。 Playground 是你最好的朋友，多在里面写代码，尝试不同的变体，犯错误，然后解决错误。理论知识只有通过实践才能真正内化。

3. 不要害怕错误（Errors）： 错误信息是编译器或运行时给你的宝贵提示。学会阅读错误信息，它们往往会告诉你问题出在哪里。一开始可能会觉得错误信息难以理解，但随着经验的积累，你会越来越擅长解读它们。

4. 学会提问和搜索： 在学习过程中肯定会遇到不理解或无法解决的问题。学会使用搜索引擎（Google 是你的好帮手），搜索相关的错误信息或问题描述。Stack Overflow、Apple 开发者论坛等是寻找答案的好地方。在社区提问时，清晰地描述你的问题、你尝试过的方法以及你遇到的错误，能帮助别人更好地帮助你。

5. 利用官方资源： Apple 提供了非常高质量的 Swift 官方文档和教程（例如 The Swift Programming Language 这本“圣经”，以及 Apple 开发者网站上的各种教程）。虽然有些内容对初学者可能稍显深入，但它们是最权威、最准确的资料。

6. 设定小目标： 不要一开始就想着构建一个复杂的 App。可以设定一些小目标，比如：“今天我要学会变量和常量的区别”、“这周我要用 Swift 写一个简单的计算器程序”。完成这些小目标会给你带来成就感，激励你继续学习。

第九章：下一步去哪里？持续学习的路径

当你掌握了本文所介绍的 Swift 第一步内容——了解 Swift、搭建环境、使用 Playground、理解基本的常量、变量和数据类型后，你就已经为后续的学习打下了基础。接下来的学习路径可以包括：

• 深入学习 Swift 语言核心：

  • 控制流（if/else, switch, for 循环, while 循环）
  • 函数（Functions）
  • 可选值（Optionals）—— Swift 中一个非常重要的概念，用于处理值可能缺失的情况
  • 结构体（Structs）和类（Classes）
  • 枚举（Enums）
  • 集合类型（Arrays, Dictionaries, Sets）
  • 属性（Properties）
  • 方法（Methods）
  • 协议（Protocols）
  • 错误处理（Error Handling）

• 开始学习构建用户界面：

  • 选择一个框架：SwiftUI (Apple 推出的较新、声明式 UI 框架) 或 UIKit (Apple 传统的、命令式 UI 框架)。对于新项目和初学者，通常推荐优先学习 SwiftUI。
  • 学习如何创建界面元素（文本框、按钮、图像等）。
  • 学习如何在屏幕上布局这些元素。
  • 学习如何响应用户的交互（点击按钮等）。

• 学习 Apple 平台的各种框架： 根据你的兴趣和目标，学习与特定功能相关的框架，例如：

  • 数据持久化（Core Data, SwiftData）
  • 网络请求（URLSession）
  • 并发编程（Grand Central Dispatch, Operations, async/await）
  • 图形和动画（Core Animation, Core Graphics, SwiftUI Animations）
  • 机器学习（Core ML）
  • 增强现实（ARKit）

• 构建项目： 学习最好的方式是实践。从简单的练手项目开始，比如一个待办事项列表、一个简单的计算器、一个汇率转换工具等。尝试将你学到的知识应用到实际项目中。

结语

恭喜你！读到这里，你已经对学习 Swift 的第一步有了全面而深入的了解。你已经知道了为何选择 Swift，准备了必需的工具，学会了如何使用 Playground，写下了你的第一行代码，并对常量、变量和数据类型有了初步的认识。

这仅仅是精彩旅程的开端。编程是一项技能，需要持续地学习、练习和探索。保持你的好奇心和热情，享受将想法变为现实的过程。Swift 的世界广阔而迷人，等待着你去创造。

现在，就打开你的 Mac，启动 Xcode，创建你的第一个 Playground，写下 print("Hello, World!")，然后开始你的 Swift 编程冒险吧！祝你旅途愉快，学有所成！