《从零开始学Swift》学习笔记（Day48）——类型检查与转换

继承会发生在子类和父类之间，是一系列类的继承关系。
例如：Person是类层次结构中的根类，Student是Person的直接子类，Worker是Person的直接子类。
这个继承关系类的具体实现代码如下：
class Person {
    var name: String
    var age: Int
    
    func description() -> String {
        return "\(name) 年龄是: \(age)"
    }
    convenience init () {
        self.init(name: "Tony")
        self.age = 18
    }
    convenience init (name: String) {
        self.init(name: name, age: 18)
    }
    init (name: String, age: Int) {
        self.name = name
        self.age = age
    }
}

class Student: Person {
    var school: String
    init (name: String, age: Int, school: String) {
        self.school = school
        super.init(name: name, age: age)
    }
}

class Worker: Person {
    var factory: String
    init (name: String, age: Int, factory: String) {
        self.factory = factory
        super.init(name: name, age: age)
    }
}
下面将以此为例，介绍Swift类的类型检查与转换，包括is操作符、as操作符。

使用is操作符
is操作符可以判断一个实例是否是某个类的类型。如果实例是目标类型，结果返回true，否则为false。
下面看一个示例：
let student1 = Student(name: "Tom", age: 18, school: "清华大学")//创建Student实例
let student2 = Student(name: "Ben", age: 28, school: "北京大学")//创建Student实例
let student3 = Student(name: "Tony", age: 38, school: "香港大学")//创建Student实例

let worker1 = Worker(name: "Tom", age: 18, factory: "钢厂")//创建Worker实例
let worker2 = Worker(name: "Ben", age: 20, factory: "电厂")//创建Worker实例

let people = [student1, student2, student3, worker1, worker2] //实例放入people数组集合中

var studentCount = 0
var workerCount = 0

for item in people { //使用for in遍历people数组集合
    if item is Worker {
        ++workerCount
    } else if item is Student {
        ++studentCount
    }
}

print("工人人数：\(workerCount) ，学生人数：\(studentCount) 。")
我们可以在循环体中进行判断， item is Worker表达式是判断集合中的元素是否是Worker类的实例。
类似地， item is Student表达式是判断集合中的元素是否是Student类的实例。
输出结果如下：
工人人数：2，学生人数：3。

使用as操作符
在介绍as操作符之前，先了解一下对象的类型转换，并不是所有的类型都能互相转换。下面先看如下语句：
let p1: Person = Student(name: "Tom", age: 20, school: "清华大学")
let p2: Person = Worker(name: "Tom", age: 18, factory: "钢厂")
let p3: Person = Person(name: "Tom", age: 28)
这里创建了3个实例p1、p2、p3，类型都是Person。p1是Student实例，p2是Worker实例，p3是Person实例。首先，对象类型转换一定发生在继承的前提下，p1和p2都声明为Person类型，而实例是由Person子类型实例化的。
作为这段程序的编写者，我们知道p1本质上是Student实例，但是表面上看是Person类型，编译器也无法推断p1的实例是Person、Student还是Worker。我们可以使用is操作符来判断它是哪一类的实例。然后在转换时可以使用as操作符将其转换为子类类型，即把Person类型的p1转为Student子类类型，这种转换被称为向下转型。这种转换是有风险的，如果p1不是目标类型，转换就会失败。为了不发生异常，我们可以使用as?将其转换为目标类型的可选类型，能够成功则转换，不成功则返回nil。

p3与p1和p2有很大的不同，因为p3本质上是Person实例，不能向下转型。
下面看一个示例：
let student1 = Student(name: "Tom", age: 18, school: "清华大学")
let student2 = Student(name: "Ben", age: 28, school: "北京大学")
let student3 = Student(name: "Tony", age: 38, school: "香港大学")

let worker1 = Worker(name: "Tom", age: 18, factory: "钢厂")
let worker2 = Worker(name: "Ben", age: 20, factory: "电厂")

let people = [student1, student2, student3, worker1, worker2]

for item in people {
    
    if let student = item as? Student {
        print("Student school: \(Student.school)")
    } else if let worker = item as? Worker {
        print("Worker factory: \(Worker.factory)")
    }
}
使用for in遍历people数组集合。在循环体中， let student = item as? Student语句使用as?操作符将元素转换为Student类型。如果转换成功，则把元素赋值给Student变量，否则将nil赋值给Student变量，转换成功执行代码。
最后输出结果如下：
Student school: 清华大学
Student school: 北京大学
Student school: 香港大学
Worker factory: 钢厂
Worker factory: 电厂

as?操作符是在不确定是否类型转换能够成功情况下使用，如果成功转换结果是可选类型。如果我们能够确保转换一定成功，可以使用as!操作符在转换的同时进行隐式拆包。
示例代码如下：
...
let people = [student1, student2, student3, worker1, worker2]
...
let stud1 = people[0] as? Student //people数组的第一个元素
print(stud1)
print(stud1!.name)

let stud2 = people[1] as! Student //people数组的第二个元素
print(stud2)
print(stud2.name)

输出结果：
Optional(Student)
Student
代码中people数组的第一个元素，使用as?操作符转换为Student类型，转换成功为Optional(Student)，即Student可选类型。
代码中people数组的第二个元素，使用as!操作符转换为Student类型，转换成功为Student类型实例，而非Student可选类型。