Swift 教学课后作业¶

2021.10.17 添加作业内容

2021.10.25 更新作业答案

作业：杨希杰

Introduction¶

基础部分为基本要求，进阶部分可自选；题目前有Optional也是选做。
复制下面对应部分的作业，在括号或空白处中填空。

基础¶

查文档¶

〇 Swift官网的网址是（）。我们一般会在官网上查找Swift的文档，即Language Guide，网址为（）。

〇在Xcode中打开开发者文档的方法是：在菜单栏（）中点击（），或使用快捷键（）。

强类型¶

观察下面的代码：（提示：观察不出来可以实际运行）

Swift
let a = 1
a = 5
var b = 4
b = 4.5

〇代码第二行报错的原因是（）。

〇代码第四行报错的原因是（）。

可选类型¶

〇如果变量a是一个可选类型，我们可以通过方式（）实现：如果其不为空，则取出真实值赋给b；若其为空，则令b为0：

A. let b = a!

B. let b = (a != nil) ? a : 0

C. if let b = a { ... } else { let b = 0 ... }

D. if a != nil { b = a! ... } else { b = 0 ... }

函数¶

〇一个函数可以通过（）返回多个值。

〇编写程序，计算10的阶乘并输出结果。要求：使用...运算符。【循环区间生成运算符】（

）

〇回顾函数闭包的相关知识，补全下列代码：

Swift
let fruits: [String] = ["apple", "orange", "pear", "pineapple"]
// 希望打印出 ["pineapple", "orange", "apple", "pear"]
// 即Array中的所有字符串按照长度从大到小排序

// TODO

提示：

阅读函数sorted(by:)的文档（func sorted(by areInIncreasingOrder: (Self.Element, Self.Element) -> Bool) -> [Self.Element]）

如果你想直接在大括号中写函数的话，$0和$1可以分别指代第1个和第2个参数。

统计各个专业的人数¶

Swift
import Foundation

enum Major {
    case A
    case B
    case C
    case D
}

struct Student {
    var name: String
    var major: Major
}

let studentList: [Student] = [
    Student(name: "Alice", major: .A),
    Student(name: "Bob", major: .B),
    Student(name: "Carl", major: .C),
    Student(name: "David", major: .D),
    Student(name: "Eric", major: .A),
    Student(name: "Fred", major: .D),
    Student(name: "Gavin", major: .C),
    Student(name: "Henry", major: .D),
    Student(name: "Ivy", major: .B),
    Student(name: "Janet", major: .D),
    Student(name: "Kathy", major: .A)
]

// 题目：
// 统计studentList中各个专业的同学名字和总数目，并按照你倾向的方式打印。

// TODO

进阶¶

Error Handling¶

执行如下程序，结果为（

）（共两行），简要解释输出结果：（）。

Swift
import Foundation

struct Printer {
    var paper: Int // 0 - 400
    var ink: Float // 0 - 100 percentage
    let inkPerPage: Float = 0.1

    enum error: Error {
        case outOfPaper
        case noInk
    }
}

struct File {
    var name: String
    var page: Int
}

func printFile(_ file: File, with printer: inout Printer) throws {
    if printer.paper <= file.page {
        throw Printer.error.outOfPaper
    } else if printer.ink <= Float(file.page) * printer.inkPerPage {
        throw Printer.error.noInk
    } else {
        printer.paper -= file.page
        printer.ink -= Float(file.page) * printer.inkPerPage
        print("File \"\(file.name)\" was successfully printed! (paper: \(printer.paper), ink: \(String(format: "%2.1f", printer.ink))%)")
    }
}

var myHomework = File(name: "my homework", page: 4)
var myReport = File(name: "my report", page: 5)
var myPrinter = Printer(paper: 7, ink: 80)
do {
    try printFile(myHomework, with: &myPrinter)
    try printFile(myReport, with: &myPrinter)
} catch {
    print(error)
}

Log()¶

新建Project - macOS - Command Line Tool，复制运行如下代码：

Swift
import Foundation // 1

struct Log: CustomStringConvertible { // 3
    public var time: String // 4
    public var log: String // 5

    init(filePath: String = #file, line: Int = #line, column: Int = #column, funcName: String = #function) { // 7
        let fileName = (filePath as NSString).lastPathComponent // 8

        let formatter = DateFormatter() // 10
        formatter.dateStyle = .none // 11
        formatter.timeStyle = .medium // 12
        time = formatter.string(from: Date()) // 13

        log = "\(fileName)(\(line),\(column)) \(funcName)" // 15
    }

    public var description: String { // 18
        return "[\(time) \(log)]\n\t" // 19
    }

    public var string: String { // 22
        description // 23
    } // 24

    public var error: String { // 26
        "[ERROR] " + description // 27
    }
}

func MyPrint() { // 31
    print(Log().string + "Hello, world!") // 32
    print(Log().error + "Bye, world.") // 33
}

MyPrint() // 36

// Literal        Type     Value
//
// #file          String   The name of the file in which it appears.
// #line          Int      The line number on which it appears.
// #column        Int      The column number in which it begins.
// #function      String   The name of the declaration in which it appears.

〇该程序的运行结果是（

）。

〇第3行新建了一个结构体名为Log，后面冒号跟着的CustomStringConvertible是（），在结构体内部的变量（）完成了CustomStringConvertible。

〇（Optional）可以去掉第4行的public关键字吗？（）

〇第7行中，filePath: String = #file中filePath是参数名称，冒号后面的String是这个参数的（），=后面跟的是这个参数的（）。

〇（Optional）第8行中，(filePath as NSString)是在做（）。

〇第12行中出现了.medium，它们是（）的一种。

〇（Optional）第12行如果要补全.前面的内容可以添加（）。提示：查看.medium的文档。

〇第13行中的formatter.string(from: )，这里string是一个（），看到from这一个介词可以推测from是参数的（）。

〇第19行的\n和\t是（）字符。

〇第22行定义了变量string，我们将其称作（计算属性）。将22 23 24这三行代码补充完整：（

）。

〇第32行的Log()（）了一个结构体实例。

〇第32行的+表示（）。

〇第36行调用了函数MyPrint，该函数有（）个参数，（）个返回值。

〇（Optional）尝试如下步骤在Xcode中添加code snippet：

To create a code snippet:

Select: print(Log().string + "<\hashinfo\hash>")
Go to Xcode -> Editor -> Create Code Snippet.
Change \hash to #.
Set title as Log() and completion as print.

Try typing print and select the code snippet.

其他¶

〇（Optional）如果我们想导入并使用一个开源的第三方Swift Package，需要点击Xcode菜单栏（）（写出层级关系），然后添加该Swift Package的地址。之后在需要用到该包的代码文件最开始写上import语句就可以了。

〇 Swift有一个非常好用的格式化工具GitHub | SwiftFormat，阅读其README说明，在自己的Xcode中添加该格式化工具并尝试使用。你在你的Mac上安装了吗？（）（安装了/还没/下次一定）。

〇（Optional）Swift目前的最新版本是5.5，这一个版本引入的一个重要更新是Concurrency WWDC链接WWDC21 | Meet async/await in Swift，感兴趣的同学可以自行查看。

〇（Optional）如果你还没有学习过Git，可以花时间掌握一下这个合作开发的必备工具。社团往期培训课程传送门 Git基础与进阶

答案¶

基础¶

查文档¶

〇 Swift官网的网址是（https://swift.org）。我们一般会在官网上查找Swift的文档，即Language Guide，网址为（https://docs.swift.org/swift-book/LanguageGuide/TheBasics.html）。

〇在Xcode中打开开发者文档的方法是：在菜单栏（Window）中点击（Developer Documentation），或使用快捷键（shift cmd 0）。

强类型¶

观察下面的代码：（提示：观察不出来可以实际运行）

Swift
let a = 1
a = 5
var b = 4
b = 4.5

〇代码第二行报错的原因是（a是一个常量无法更改）。

〇代码第四行报错的原因是（由类型推断机制，b的类型为Int，无法将小数4.5赋值给b）。

可选类型¶

〇如果变量a是一个可选类型，我们可以通过方式（BCD）实现：如果其不为空，则取出真实值赋给b；若其为空，则令b为0：

A. let b = a!

B. let b = (a != nil) ? a : 0

C. if let b = a { ... } else { let b = 0 ... }

D. if a != nil { b = a! ... } else { b = 0 ... }

函数¶

〇一个函数可以通过（元组）返回多个值。

〇编写程序，计算10的阶乘并输出结果。要求：使用...运算符。提示：循环区间生成运算符（

Swift
var result: Int = 1
for i in 2 ... 10 {
    result *= i
}

print(result)

）

〇回顾函数闭包的相关知识，补全下列代码：

Swift
let fruits: [String] = ["apple", "orange", "pear", "pineapple"]
// 希望打印出 ["pineapple", "orange", "apple", "pear"]
// 即Array中的所有字符串按照长度从大到小排序

// TODO

提示：

阅读函数sorted(by:)的文档（func sorted(by areInIncreasingOrder: (Self.Element, Self.Element) -> Bool) -> [Self.Element]）

如果你想直接在大括号中写函数的话，$0和$1可以分别指代第1个和第2个参数。

答案：

Swift
print(fruits.sorted(by: { $0.count > $1.count }))

或

Swift
func longer(a: String, b: String) -> Bool {
    return a.count > b.count
}

print(fruits.sorted(by: longer))

统计各个专业的人数¶

Swift
import Foundation

enum Major {
    case A
    case B
    case C
    case D
}

struct Student {
    var name: String
    var major: Major
}

let studentList: [Student] = [
    Student(name: "Alice", major: .A),
    Student(name: "Bob", major: .B),
    Student(name: "Carl", major: .C),
    Student(name: "David", major: .D),
    Student(name: "Eric", major: .A),
    Student(name: "Fred", major: .D),
    Student(name: "Gavin", major: .C),
    Student(name: "Henry", major: .D),
    Student(name: "Ivy", major: .B),
    Student(name: "Janet", major: .D),
    Student(name: "Kathy", major: .A)
]

// 题目：
// 统计studentList中各个专业的同学名字和总数目，并按照你倾向的方式打印。

// TODO

一种解答：

Swift
var studentDict: [Major: [Student]] = [Major.A: [], Major.B: [], Major.C: [], Major.D: []]

for student in studentList {
    switch student.major {
    case .A:
        studentDict[.A]!.append(student)
    case .B:
        studentDict[.B]!.append(student)
    case .C:
        studentDict[.C]!.append(student)
    case .D:
        studentDict[.D]!.append(student)
    }
}

for major in [Major.A, Major.B, Major.C, Major.D] {
    let students = studentDict[major]!
    let studentNames = students.map { $0.name }
    print("\(major)(\(students.count)): \(studentNames.joined(separator: ", "))")
}

进阶¶

Error Handling¶

执行如下程序，结果为（

Text Only
File "my homework" was successfully printed! (paper: 3, ink: 79.6%)
outOfPaper

）（共两行），简要解释输出结果：（作业打印之后打印机的纸张不足以打印报告，因此抛出错误 outOfPaper）。

Swift
import Foundation

struct Printer {
    var paper: Int // 0 - 400
    var ink: Float // 0 - 100 percentage
    let inkPerPage: Float = 0.1

    enum error: Error {
        case outOfPaper
        case noInk
    }
}

struct File {
    var name: String
    var page: Int
}

func printFile(_ file: File, with printer: inout Printer) throws {
    if printer.paper <= file.page {
        throw Printer.error.outOfPaper
    } else if printer.ink <= Float(file.page) * printer.inkPerPage {
        throw Printer.error.noInk
    } else {
        printer.paper -= file.page
        printer.ink -= Float(file.page) * printer.inkPerPage
        print("File \"\(file.name)\" was successfully printed! (paper: \(printer.paper), ink: \(String(format: "%2.1f", printer.ink))%)")
    }
}

var myHomework = File(name: "my homework", page: 4)
var myReport = File(name: "my report", page: 5)
var myPrinter = Printer(paper: 7, ink: 80)
do {
    try printFile(myHomework, with: &myPrinter)
    try printFile(myReport, with: &myPrinter)
} catch {
    print(error)
}

Log()¶

新建Project - macOS - Command Line Tool，复制运行如下代码：

Swift
import Foundation // 1

struct Log: CustomStringConvertible { // 3
    public var time: String // 4
    public var log: String // 5

    init(filePath: String = #file, line: Int = #line, column: Int = #column, funcName: String = #function) { // 7
        let fileName = (filePath as NSString).lastPathComponent // 8

        let formatter = DateFormatter() // 10
        formatter.dateStyle = .none // 11
        formatter.timeStyle = .medium // 12
        time = formatter.string(from: Date()) // 13

        log = "\(fileName)(\(line),\(column)) \(funcName)" // 15
    }

    public var description: String { // 18
        return "[\(time) \(log)]\n\t" // 19
    }

    public var string: String { // 22
        description // 23
    } // 24

    public var error: String { // 26
        "[ERROR] " + description // 27
    }
}

func MyPrint() { // 31
    print(Log().string + "Hello, world!") // 32
    print(Log().error + "Bye, world.") // 33
}

MyPrint() // 36

// Literal        Type     Value
//
// #file          String   The name of the file in which it appears.
// #line          Int      The line number on which it appears.
// #column        Int      The column number in which it begins.
// #function      String   The name of the declaration in which it appears.

〇该程序的运行结果是（

Text Only
[23:51:18 main.swift(32,14) MyPrint()]
    Hello, world!
[ERROR] [23:51:18 main.swift(33,14) MyPrint()]
    Bye, world.
Program ended with exit code: 0

）。

〇第3行新建了一个结构体名为Log，后面冒号跟着的CustomStringConvertible是（协议），在结构体内部的变量（description）完成了CustomStringConvertible。

〇（Optional）可以去掉第4行的public关键字吗？（可以。这里加上public是为了使得变量属性更加明确。）

〇第7行中，filePath: String = #file中filePath是参数名称，冒号后面的String是这个参数的（类型），=后面跟的是这个参数的（默认值）。

〇（Optional）第8行中，(filePath as NSString)是在做（类型转换）。

〇第12行中出现了.medium，它们是（枚举值）的一种。

〇（Optional）第12行如果要补全.前面的内容可以添加（DateFormatter.Style）。提示：查看.medium的文档。

〇第13行中的formatter.string(from: )，这里string是一个（函数），看到from这一个介词可以推测from是参数的（外部名称）。

〇第19行的\n和\t是（转义）字符。

〇第22行定义了变量string，我们将其称作（计算属性）。将22 23 24这三行代码补充完整：（

Swift
public var string: String {
    get {
        return description
    }
}

）。

〇第32行的Log()（新建）了一个结构体实例。

〇第32行的+表示（字符串拼接）。

〇第36行调用了函数MyPrint，该函数有（0）个参数，（0）个返回值。