Swift中非可选的可选值类型处理方法详解

前言

在我们使用objective-c表示字符串信息的时候，可以用下面方法书写。

NSString *str = @"秋恨雪";
str = nil; 

因为objective-c是弱类型语言，所以这里的str既可以是具体的字符串也可以是nil。但到了Swift中就不可以了，因为Swift是类型安全的语言，一个String类型的变量不可能既能是具体的字符串，又可以为nil（更严格的说String类型的内容只能是字符串）。所以，在Swift中有了可选类型的概念。（其实这一概念也是“借鉴”于其他编程语言，比如C#，只不过在C#中称之为可空类型）。

大家在初看Optionals的感觉很陌生,在我第一眼看到它的时候,我就在想...这是什么鬼...但是仔细想想的话,可选值Optionals类型的引入,为我们也带了便利.

可选值（optionals）无可争议的是 swift 语言中最重要的特性之一，也是和其他语言，例如 Objective-C 的最大区别。通过强制处理那些有可能出现 nil 的地方，我们就能写出更有预测性的以及更健壮的代码。

然而，有些时候可选值可能会致你于尴尬的境地，尤其是你作为开发者了解（甚至是有些猜测的成分在），有的特定变量始终是非空（non-nil）的，即使它是一个可选类型。例如，我们在一个视图控制器中处理视图的时候：

class TableViewController: UIViewController {
 var tableView: UITableView?
 override func viewDidLoad() {
  super.viewDidLoad()
  tableView = UITableView(frame: view.bounds)
  view.addSubview(tableView!)
 }
 func viewModelDidUpdate(_ viewModel: ViewModel) {
  tableView?.reloadData()
 }
}

这也是对于很多 Swift 程序员争论比较激烈的地方，程度不亚于讨论 tabs 和 spaces 的用法。有的人会说：

既然它是一个可选值，你就应该时刻使用 if let 或者 guard let 的方式进行解包。

然而另外一些人则采用完全相反，说：

既然你知道这个变量在使用的时候不会为 nil，使用 ! 强制解包多好。崩溃也要比让你的程序处于一个未知状态要好吧。

本质上来讲，我们这里讨论的是要不要采用防御性编程（defensive programming）的问题。我们是试图让程序从一个未知状态恢复还是简单的放弃，然后让它崩溃掉？

如果非得让我对这个问题给出一个答案的话，我更倾向于后者。未知状态真的很难追踪 bug，会导致执行很多不想执行的逻辑，采用防御性编程就会使得你的代码很难追踪，出现问题很难追踪。

但是，我不太喜欢给出一个二选一的答案。相反，我们可以寻找一些技术手法，用更精妙的方式的解决上面提到的问题。

它真的可选的吗？

那些可选类型的，但是被代码逻辑真实需要的变量和属性，实际上是架构瑕疵的一个体现。如果在某些地方确实需要它，但是它又不在，就会使得你的代码逻辑处于未知状态，那么它就不应该是可选类型的。

当然，在某些特定场景下，可选值确实很难避免（尤其是和特定的系统 API 交互的时候），那对于大部分这种情况，我们有一些技术来处理从而避免可选值。

lazy 要比非可选的可选值更好

某些属性的值需要在其父类创建之后再生成（比如视图控制器中的那些视图，应该在 loadView()或者 viewDidLoad()方法中被创建），对于这种属性要避免其可选类型的方法就是使用 lazy 属性。一个lazy属性是可以是非可选类型的，同时也不在其父类的初始化方法里被需要，它会在其第一次被获取的时候创建出来。

让我们改一下上面的代码，使用 lazy 来改造 tableView 属性：

class TableViewController: UIViewController {
 lazy var tableView = UITableView()
 override func viewDidLoad() {
  super.viewDidLoad()
  tableView.frame = view.bounds
  view.addSubview(tableView)
 }
 func viewModelDidUpdate(_ viewModel: ViewModel) {
  tableView.reloadData()
 }
}

这样，没有可选值了，也不会有未知状态咯🎉

适当的依赖管理要比非可选的可选值要好

可选值类型另外一种常用的场景就是用来打破循环依赖（circular dependencies）。有的时候，你就陷入 A 依赖 B，B 又依赖 A 的情况，如下：

class UserManager {
 private weak var commentManager: CommentManager?
 func userDidPostComment(_ comment: Comment) {
  user.totalNumberOfComments += 1
 }
 func logOutCurrentUser() {
  user.logOut()
  commentManager?.clearCache()
 }
}
class CommentManager {
 private weak var userManager: UserManager?
 func composer(_ composer: CommentComposer
     didPostComment comment: Comment) {
  userManager?.userDidPostComment(comment)
  handle(comment)
 }
 func clearCache() {
  cache.clear()
 }
}

从上面的代码，我们可以看到，UserManager 和 CommentManager 之间有一个循环依赖的问题，它们二者都没法假设自己拥有对方，但是它们都在各自的代码逻辑里依赖彼此。这里就很容易产生 bug。

那要解决上面的问题，我们创建一个 CommentComposer 来做一个协调者，负责通知UserManager 和 CommentManager二人一个评论产生了。

class CommentComposer {
 private let commentManager: CommentManager
 private let userManager: UserManager
 private lazy var textView = UITextView()
 init(commentManager: CommentManager,
   userManager: UserManager) {
  self.commentManager = commentManager
  self.userManager = userManager
 }
 func postComment() {
  let comment = Comment(text: textView.text)
  commentManager.handle(comment)
  userManager.userDidPostComment(comment)
 }
}

通过这种形式，UserManager 可以强持有 CommentManager 也不产生任何依赖循环。

class UserManager {
 private let commentManager: CommentManager
 init(commentManager: CommentManager) {
  self.commentManager = commentManager
 }
 func userDidPostComment(_ comment: Comment) {
  user.totalNumberOfComments += 1
 }
}

我们又一次的移除了所有的可选类型，代码也更好预测了🎉。

优雅的崩溃（Crashing gracefully）

通过上面几个例子，我们通过对代码做一些调整，移除了可选类型从而排除了不确定性。然而，有的时候，移除可选类型是不可能的。让我们举个例子，比如你在加载一个本地的包含针对你 App 的配置项的 JSON 文件，这个操作本身一定会存在失败的情况，我们就需要添加错误处理。

继续上面这个场景，加载配置文件失败的时候继续执行代码就会使得你的 app 进入一个未知状态，在这种情况下，最好的方式让它崩溃。这样，我们会得到一个崩溃日志，希望这个问题能够在用户感知之前早早的被我们的测试人员以及 QA 处理掉。

所以，我们如何崩溃。。。最简单的方式就是添加 ! 操作符，针对这个可选值强制解包，就会在其是 nil 的时候发生崩溃：

let configuration = loadConfiguration()!

虽然这个方法比较简单，但是它有个比较大的问题，就是一旦这段代码崩溃，我们能得到的只有一个错误信息：

fatal error: unexpectedly found nil while unwrapping an Optional value

这个错误信息并不告诉我们为什么发生这个错误，在哪里发生的，给不了我们什么线索来解决它。这个时候，我们可以使用 guard 关键字，结合 preconditionFailure() 函数，在程序退出的时候给出定制消息。

guard let configuration = loadConfiguration() else {
 preconditionFailure("Configuration couldn't be loaded. " +
      "Verify that Config.JSON is valid.")
}

上面这段代码发生崩溃的时候，我们就能获得更多更有效的错误信息：

fatal error: Configuration couldn't be loaded. Verify that Config.JSON is valid.: file /Users/John/AmazingApp/Sources/AppDelegate.swift, line 17

这样，我们现在有了一个更清晰的解决问题的办法，能够准确的知道这个问题在我们代码里的哪个未知发生的。

引入 Require 库

使用上面的 guard-let-preconditionFailure 的方案还是有一些冗长，确实让我们呃代码更难驾驭。我们也确实不希望在我们的代码里占很多篇幅去些这种代码，我们想更专注于我们的代码逻辑上。

我的解决方案就是使用 Require。它只是简单的在可选值添加简单的 require() 方法，但能够使得调用的地方更简洁。用这种方法来处理上面加载 JSON 文件的代码就可以这样写：

let configuration = loadConfiguration().require(hint: "Verify that Config.JSON is valid")

当出现异常的时候，会给出下面的错误信息：

fatal error: Required value was nil. Debugging hint: Verify that Config.JSON is valid: file /Users/John/AmazingApp/Sources/AppDelegate.swift, line 17

Require 的另一个优势就是它和调用 preconditionFailure() 方法一样也会抛异常 NSException，就能使得那些异常上报工具能够捕获异常发生时候的元数据。

你如果想在自己代码中使用的话，Require 现在在 Github 上开源了

总结

所以，总结来看，在 Swift 语言里处理那些非可选的可选值，我有几点自己的贴心小提示给大家：

• lazy 属性要比非可选的可选值要更好
• 适当的依赖管理要比非可选的可选值要好
• 当你使用非可选的可选值的时候，优雅的崩溃

好了，以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对我们的支持。