15.4　类型检查与转换

15.4　类型检查与转换

继承会发生在子类和父类中，如图15-4所示，是一系列类的继承关系类图，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。

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图 15-4　继承关系类图

这个继承关系类图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)
    }
}

下面我们将以此为例，介绍Swift类的类型检查与转换，其中包括is操作符、as操作符以及Any和AnyObject类型等。

15.4.1　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")       ①
let student2 = Student(name : "Ben", age : 28, school : "北京大学")
let student3 = Student(name : "Tony", age : 38, school : "香港大学")      ②
let worker1 = Worker(name : "Tom", age : 18, factory : "钢厂")            ③
let worker2 = Worker(name : "Ben", age : 20, factory : "电厂")            ④
let people = [student1, student2, student3, worker1, worker2]             ⑤
var studentCount = 0
var workerCount = 0
for item in people {                                                      ⑥
    if item is Worker {                                                   ⑦
        ++workerCount
    } else if item is Student {                                           ⑧
        ++studentCount
    }
}
println("工人人数：\(workerCount) ，学生人数：\(studentCount) 。")

上述代码第①行和第②行创建了3个Student实例，第③行和第④行创建了两个Worker实例，然后把这5个实例放入people数组集合中。

在第⑥行使用for in遍历people数组集合。在循环体中，第⑦行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，第⑧行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。

15.4.2　使用`as`操作符

在介绍as操作符之前，我们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)

我们创建了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。

表15-1归纳了p1、p2和p3这3个实例与Worker、Student和Person这3种类型之间的转换关系。

表15-1　类型转换

对象	`Person`类型	`Worker`类型	`Student`类型	说明
`p1`	支持	不支持	支持（向下转型）	类型：`Person` 实例：`Student`
`p2`	支持	支持（向下转型）	不支持	类型：`Person` 实例：`Worker`
`p3`	支持	不支持	不支持	类型：`Person` 实例：`Person`

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。

从表15-1可见，p1到Student类型转换是向下转型，能够成功，p1到Worker类型转换是向下转型但会失败，p1到Person类型转换不需要向下转型就能够成功赋值，因为p1本身就是Person类型。p2与p1类似。

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")        ①
let student2 = Student(name : "Ben", age : 28, school : "北京大学")
let student3 = Student(name : "Tony", age : 38, school : "香港大学")       ②
let worker1 = Worker(name : "Tom", age : 18, factory : "钢厂")             ③
let worker2 = Worker(name : "Ben", age : 20, factory : "电厂")             ④
let people = [student1, student2, student3, worker1, worker2]              ⑤
for item in people {                                                       ⑥
    if let student = item as? Student {                                    ⑦
        println("Student school: \(Student.school)")                       ⑧
    } else if let worker = item as? Worker {                               ⑨
        println("Worker factory: \(Worker.factory)")                       ⑩
    }
}

上述代码第①行和第②行创建了3个Student实例，第③行和第④行创建了两个Worker实例。然后把这5个实例放入people数组集合中。

在第⑥行使用for in遍历people数组集合。在循环体中，第⑦行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，转换成功执行第⑧行代码。第⑨行代码与第⑦行代码类似，不再赘述。

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

15.4.3　使用`Any`和`AnyObject`类型

在Swift中还提供了两种类型表示不确定类型：AnyObject和Any。AnyObject可以表示任何类的实例，而Any可以表示任何类型，包括类和其他数据类型，也包括Int和Double的基本数据类型。

下面将上一节的示例修改如下：

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 people1: [Person] = [student1, student2, student3, worker1, worker2]         ①
let people2: [AnyObject] = [student1, student2, student3, worker1, worker2]      ②
let people3: [Any] = [student1, student2, student3, worker1, worker2]            ③
for item in people3 {                                                            ④
    if let Student = item as? Student {
        println("Student school: \(Student.school)")
    } else if let Worker = item as? Worker {
        println("Worker factory: \(Worker.factory)")
    }
}

上述代码第①行是将5个实例放入Person数组中，第②行代码是将5个实例放入AnyObject数组中，第③行代码是将5个实例放入Any数组中。

这3种类型的数组都可以成功放入5个实例，而且可以在第④行使用for Int循环遍历出来，其他的类型代码不再解释。

15.4 类型检查与转换