Swift 運算符

運算符是一個符號，用於告訴編譯器執行一個數學或邏輯運算。

Swift 提供了以下幾種運算符：

  • 算術運算符
  • 比較運算符
  • 邏輯運算符
  • 位運算符
  • 賦值運算符
  • 區間運算符
  • 其他運算符

本章節我們將為大家詳細介紹算術運算符、關係運算符、邏輯運算符、位運算符、賦值運算符及其他運算符。

算術運算符

以下表格列出了 Swift 語言支持的算術運算符，其中變數 A 為 10，變數 B 為 20：

運算符 描述 實例
+ 加號 A + B 結果為 30
− 減號 A − B 結果為 -10
* 乘號 A * B 結果為 200
/ 除號 B / A 結果為 2
% 求餘 B % A 結果為 0

注意：swift3 中已經取消了++、--。

實例

以下為算術運算的簡單實例：

import Cocoa

var A = 10
var B = 20

print("A + B 結果為：\(A + B)")
print("A - B 結果為：\(A - B)")
print("A * B 結果為：\(A * B)")
print("B / A 結果為：\(B / A)")
A += 1   // 類似 A++
print("A += 1 後 A 的值為 \(A)")
B -= 1   // 類似 B--
print("B -= 1 後 B 的值為 \(B)")

以上程式執行結果為：

A + B 結果為：30
A - B 結果為：-10
A * B 結果為：200
B / A 結果為：2
A += 1 後 A 的值為 11
B -= 1 後 B 的值為 19

比較運算符

以下表格列出了 Swift 語言支持的比較運算符，其中變數 A 為 10，變數 B 為 20：

運算符 描述 實例
== 等於 (A == B) 為 false。
!= 不等於 (A != B) 為 true。
> 大於 (A > B) 為 false。
< 小於 (A < B) 為 true。
>= 大於等於 (A >= B) 為 false。
<= 小於等於 (A <= B) 為 true。

實例

以下為比較運算的簡單實例：

import Cocoa

var A = 10
var B = 20

print("A == B 結果為：\(A == B)")
print("A != B 結果為：\(A != B)")
print("A > B 結果為：\(A > B)")
print("A < B 結果為：\(A < B)")
print("A >= B 結果為：\(A >= B)")
print("A <= B 結果為：\(A <= B)")

以上程式執行結果為：

A == B 結果為：false
A != B 結果為：true
A > B 結果為：false
A < B 結果為：true
A >= B 結果為：false
A <= B 結果為：true

邏輯運算符

以下表格列出了 Swift 語言支持的邏輯運算符，其中變數 A 為 true，變數 B 為 false：

運算符 描述 實例
&& 邏輯與。如果運算符兩側都為 TRUE 則為 TRUE。 (A && B) 為 false。
|| 邏輯或。 如果運算符兩側至少有一個為 TRUE 則為 TRUE。 (A || B) 為 true。
! 邏輯非。布爾值取反，使得true變false，false變true。 !(A && B) 為 true。

以下為邏輯運算的簡單實例：

import Cocoa

var A = true
var B = false

print("A && B 結果為：\(A && B)")
print("A || B 結果為：\(A || B)")
print("!A 結果為：\(!A)")
print("!B 結果為：\(!B)")

以上程式執行結果為：

A && B 結果為：false
A || B 結果為：true
!A 結果為：false
!B 結果為：true

位運算符

位運算符用來對二進位位進行操作，~,&,|,^分別為取反，按位與與，按位與或，按位與異或運算，如下表實例：

p q p & q p | q p ^ q
0 0 0 0 0
0 1 0 1 1
1 1 1 1 0
1 0 0 1 1

如果指定 A = 60; 及 B = 13; 兩個變數對應的二進位為： 

A = 0011 1100

B = 0000 1101

進行位運算：

運算符 描述 圖解 實例
& 按位與。按位與運算符對兩個數進行操作，然後返回一個新的數，這個數的每個位都需要兩個輸入數的同一位都為1時才為1。 (A & B) 結果為 12, 二進位為 0000 1100
| 按位或。按位或運算符|比較兩個數，然後返回一個新的數，這個數的每一位設置1的條件是兩個輸入數的同一位都不為0(即任意一個為1，或都為1)。 (A | B) 結果為 61, 二進位為 0011 1101
^ 按位異或. 按位異或運算符^比較兩個數，然後返回一個數，這個數的每個位設為1的條件是兩個輸入數的同一位不同，如果相同就設為0。 (A ^ B) 結果為 49, 二進位為 0011 0001
~ 按位取反運算符~對一個運算元的每一位都取反。 (~A ) 結果為 -61, 二進位為 1100 0011 in 2's complement form.
<< 按位左移。左移操作符（<<）將運算元的所有位向左移動指定的位數。

下圖展示了11111111 << 1（11111111 左移一位）的結果。藍色數字表示被移動位，灰色表示被丟棄位，空位用橙色的0填充。

A << 2 結果為 240, 二進位為 1111 0000
>> 按位右移。右移操作符（>>）將運算元的所有位向右移動指定的位數。

下圖展示了11111111 >> 1（11111111 右移一位）的結果。藍色數字表示被移動位，灰色表示被丟棄位，空位用橙色的0填充。

A >> 2 結果為 15, 二進位為 0000 1111

以下為位運算的簡單實例：

import Cocoa

var A = 60  // 二進位為 0011 1100
var B = 13 // 二進位為 0000 1101

print("A&B 結果為：\(A&B)")
print("A|B 結果為：\(A|B)")
print("A^B 結果為：\(A^B)")
print("~A 結果為：\(~A)")

以上程式執行結果為：

A&B 結果為：12
A|B 結果為：61
A^B 結果為：49
~A 結果為：-61

賦值運算

下表列出了 Swift 語言的基本賦值運算：

運算符 描述 實例
= 簡單的賦值運算，指定右邊運算元賦值給左邊的運算元。 C = A + B 將 A + B 的運算結果賦值給 C
+= 相加後再賦值，將左右兩邊的運算元相加後再賦值給左邊的運算元。 C += A 相當於 C = C + A
-= 相減後再賦值，將左右兩邊的運算元相減後再賦值給左邊的運算元。 C -= A 相當於 C = C - A
*= 相乘後再賦值，將左右兩邊的運算元相乘後再賦值給左邊的運算元。 C *= A 相當於 C = C * A
/= 相除後再賦值，將左右兩邊的運算元相除後再賦值給左邊的運算元。 C /= A 相當於 C = C / A
%= 求餘後再賦值，將左右兩邊的運算元求餘後再賦值給左邊的運算元。 C %= A is equivalent to C = C % A
<<= 按位左移後再賦值 C <<= 2 相當於 C = C << 2
>>= 按位右移後再賦值 C >>= 2 相當於 C = C >> 2
&= 按位與運算後賦值 C &= 2 相當於 C = C & 2
^= 按位異或運算符後再賦值 C ^= 2 相當於 C = C ^ 2
|= 按位或運算後再賦值 C |= 2 相當於 C = C | 2

以下為賦值運算的簡單實例：

import Cocoa

var A = 10
var B = 20
var C = 100

C = A + B
print("C 結果為：\(C)")

C += A
print("C 結果為：\(C)")

C -= A
print("C 結果為：\(C)")

C *= A
print("C 結果為：\(C)")

C /= A
print("C 結果為：\(C)")

//以下測試已注釋，可去掉注釋測試每個實例

/*
C %= A
print("C 結果為：\(C)")


C <<= A
print("C 結果為：\(C)")

C >>= A
print("C 結果為：\(C)")

C &= A
print("C 結果為：\(C)")

C ^= A
print("C 結果為：\(C)")

C |= A
print("C 結果為：\(C)")
*/

以上程式執行結果為：

C 結果為：30
C 結果為：40
C 結果為：30
C 結果為：300
C 結果為：30

區間運算符

Swift 提供了兩個區間的運算符。

運算符 描述 實例
閉區間運算符 閉區間運算符（a...b）定義一個包含從a到b(包括a和b)的所有值的區間，b必須大於等於a。 閉區間運算符在迭代一個區間的所有值時是非常有用的，如在for-in迴圈中： 1...5 區間值為 1, 2, 3, 4 和 5
半開區間運算符 半開區間（a.. 1..< 5 區間值為 1, 2, 3, 和 4

以下為區間運算的簡單實例：

import Cocoa

print("閉區間運算符:")
for index in 1...5 {
    print("\(index) * 5 = \(index * 5)")
}

print("半開區間運算符:")
for index in 1..<5 {
    print("\(index) * 5 = \(index * 5)")
}

以上程式執行結果為：

閉區間運算符:
1 * 5 = 5
2 * 5 = 10
3 * 5 = 15
4 * 5 = 20
5 * 5 = 25
半開區間運算符:
1 * 5 = 5
2 * 5 = 10
3 * 5 = 15
4 * 5 = 20

其他運算符

Swift 提供了其他類型的的運算符，如一元、二元和三元運算符。

  • 一元運算符對單一操作對象操作（如-a）。一元運算符分前置運算符和後置運算符，前置運算符需緊跟在操作對象之前（如!b），後置運算符需緊跟在操作對象之後（例如c!）。備註：在Java／C沒有類似c！的語法， 在Swift中用在Optional類型取值。
  • 二元運算符操作兩個操作對象（如2 + 3），是中置的，因為它們出現在兩個操作對象之間。
  • 三元運算符操作三個操作對象，和 C 語言一樣，Swift 只有一個三元運算符，就是三目運算符（a ? b : c）。
運算符 描述 實例
一元減 數字前添加 - 號首碼 -3 或 -4
一元加 數字前添加 + 號首碼 +6 結果為 6
三元運算符 condition ? X : Y 如果 condition 為 true ，值為 X ，否則為 Y

以下為一元、二元、三元的運算的簡單實例：

import Cocoa

var A = 1
var B = 2
var C = true
var D = false
print("-A 的值為：\(-A)")
print("A + B 的值為：\(A + B)")
print("三元運算：\(C ? A : B )")
print("三元運算：\(D ? A : B )")

以上程式執行結果為：

-A 的值為：-1
A + B 的值為：3
三元運算：1
三元運算：2

運算符優先順序

在一個運算式中可能包含多個有不同運算符連接起來的、具有不同數據類型的數據對象；由於運算式有多種運算，不同的運算順序可能得出不同結果甚至出現錯誤運算錯誤，因為當運算式中含多種運算時，必須按一定順序進行結合，才能保證運算的合理性和結果的正確性、唯一性。

優先順序從上到下依次遞減，最上面具有最高的優先順序，逗號操作符具有最低的優先順序。

相同優先順序中，按結合順序計算。大多數運算是從左至右計算，只有三個優先順序是從右至左結合的，它們是單目運算符、條件運算符、賦值運算符。

基本的優先順序需要記住：

  • 指針最優，單目運算優於雙目運算。如正負號。
  • 先乘除（模），後加減。
  • 先算術運算，後移位運算，最後位運算。請特別注意：1 << 3 + 2 & 7 等價於 (1 << (3 + 2))&7
  • 邏輯運算最後計算

Swift 運算符優先順序 (從高到低)：

運算符 實例
位運算符 >> &<< &>> >>
乘法運算符 &* % & * /
加法運算符 | &+ &- + -  ^
區間運算符 ..< ...
類型轉換運算符 is as
nil 的聚合運算 ??
比較運算符 != > < >= <= === ==
邏輯與運算符 &&
邏輯或運算符 ||
波浪箭頭 ~>
三元運算符 ?:
箭頭函數 ( )
賦值運算符 |= %= /= &<<= &>>= &= *= >>= <<= ^= += -=

以下為運算符優先順序簡單實例：

import Cocoa

var A = 0

A = 2 + 3 * 4 % 5
print("A 的值為：\(A)")

以上程式執行結果為：

A 的值為：4

實例解析：

根據運算符優先順序，可以將以上程式的運算解析為以下步驟，運算式相當於：

2 + ((3 * 4) % 5)

第一步計算： (3 * 4) = 12，所以運算式相當於：

2 + (12 % 5)

第二步計算 12 % 5 = 2，所以運算式相當於：

2 + 2

此時可以容易地看出計算的結果為 4。