Swift 5.3的进化：语法、标准库、调试能力大幅提升

发表于 4年以前 | 总阅读数：570 次

Swift 从 5.0 的 ABI 稳定到5.1 的模块稳定，Swift 终于不是《Swift 入门到重学》了。本次 WWDC2020，Swift 5.3 正式发布，Swift 依旧朝着安全、高效、易读的方向持续发力，不断的在改进语法，增强代码的表达能力和易用性。因为 Swift 的模块稳定，SPM 现在也支持了二进制模块的分发，逐渐完善的社区生态也在不断拓宽 Swift 可以涉足的领域，而不仅仅是在 Apple 平台之上。

Swift 发展里程碑

下图展示了 WWDC2020 中 Swift 相关内容的脑图，希望可以帮助大家快速了解。

语言环境的完善和拓展

一门完善编程语言有三个最基本的要素：语法、标准库、调试能力。语法设计决定了语言的编程范式；标准库决定了语言的基本能力；调试能力决定了开发者的体验和语言的稳定性。

苹果在 Swift 的迭代过程中不断的强化这几点，我们可以来看看 Swift 又得到了哪些提升。

语法特性

Swift 的语法设计核心还是 OOP，但是这不妨碍 Swift 的语法在支持 POP 和函数式编程甚至 DSL 得到的强化。Swift 也因为 SDL 特性的加入，开始逐渐的适应声明式编程的方向发展，比如后文提到的 @main 等等。

▐ Multiple trailing closure

这个改进解决了当函数最后几个参数为闭包的情况下，导致的括号嵌套的问题，API 更加简洁也更加具有表达性。SwiftUI 利用这个语言特性，也变得更加简洁易懂。

▐ KeyPath as Function

KeyPath<Target, Value> --隐式转换--> (Target) -> Value

现在 KeyPath 可以当做函数来使用了。这个语法糖解决的问题当我们使用类似 map 一样的函数时，只需要取出对应数据模型中的某一个属性，为此我们不得不写类似 map { $0.property } 的代码，有了这个语法糖，事情就可以简化成了 map(\.property)。

▐ Type-based program entry point (@main)

引入了新的修饰符 @main，可以标记在带有 public static func main() 函数实现的所有类型，无论 main 函数时从拓展来得还是继承来的。添加这个特性的意义在与维持声明式的语义，将声明式语义进行到底。YES！

▐ Increase availability of implicit self in closures

以前我们写逃逸闭包时如果捕获了 self，我们需要在跟 self 有关的地方写上 self. 以警示我们注意循环引用。

如果在闭包的捕获列表中显示声明捕获 self，在闭包中对 self 相关的访问可以省略。如果是在不可变的函数中访问，self 可以直接省略（为了 SwiftUI）。

其实这一点改进有用但是覆盖面并不是很广，因为在实际的应用中，我们都是尽量先弱引用 self 后再强引用 self，来保证 self 的可访问性。在如下场景就得不到此项优化:

requestDataAsync { [weak self] in
    guard let self = self else {return}
    self.property // ✅
    property // ❎ 需要显式声明 self
}

▐ Multi-pattern catch clauses

这种写法可以自动实现错误匹配，进入到对应的错误处理中，而不需要使用 switch，增强语言的可读性。

▐ Enum enhancements

自动符合 Comparable

编译器现在可以自动为你生成 Comparable 的相关方法，实现 Enum 的比较。

Enum case 可以用来适配 protocol

这个特性看引用场景需要吧，官方给了一个比较好的例子。具体相关内容可以参考 SE-0280。

▐ DSL 新增对 switch 的支持

现在可以在 SwiftUI 等 Swift DSL 中使用 switch-case 来进行模式匹配，之前只有对 if-else 的支持。某种程度上也是为 SwiftUI 而生的能力。

标准库

其实这里说标准库是广义的标准库，其中包括了开发者随语言分发的标准库，如标准 I/O 库等，运行时环境，编译环境，一方库等等。苹果今年在这部分下足了功夫，因为标准库、各种各样的一方三方库才是展现一门语言能力的地方，否则再好的语法也不会有人用，语言终究还是工具，能解决问题才是关键。

Swift 5.3 在代码尺寸和运行时都有不小的提升。Swift Package Manager（SPM）增加对二进制和资源的支持，深度集成 Xcode，亲儿子的优势逐渐显示了出来。Swift 本来设计的初衷本来就是一门 General Purpose 的语言，今年苹果正式宣布 Swift 支持了 Apple platform，Ubuntu/CentOS/Amazon Linux，不久的将来也会支持 Windows，正式成为一门优秀的跨平台语言。

▐ 标准库更新

Float16 的支持，具有更好的运算性能
Apple Archive 一种功能类似 zip 的压缩文件，苹果就是用这种格式来更新系统
Swift System 对操作系统基础 API 的包装，让 API 更健壮易用
OSLog 推荐使用的 logging system

从这些更新可以看出，苹果对 Swift 的底层操作非常关心，Swift System 的出现让使用 Swift 底层开发者脱离 OS C API 的折磨，获得更一致更健壮的代码体验。

▐ 新的一方库

Numerics 解决 Swift 中数学计算相关问题
ArgumentParser 为 Swift 编写脚本提供了强力的工具
StandardLibraryPreview 预览标准库中的新功能

▐ Code Size and Runtime

在使用 UIKit 的情况下，Swift 4.1 时生成的二进制代码已经从 OC 的两倍还多，但是在 Swift 5.3 中，这个差距已经缩小到小于 1.5 倍了。也就是说之前大量使用 Swift app 会自动得到二进制大小的优化，而对于担忧 Swift 会造成包大小问题的 App，现在已经不算是很大的问题了。因为只需要付出可以接受的代价，就能获得 Swift 带来的安全性能和开发体验。

如果 App 使用了纯 SwiftUI，二进制代码甚至可以缩小 43% 之多。可见苹果优化 Swift 的功底之深，而且这些优化，只需要从新编译一次即可享受，何乐而不为。

因为 Swift 更紧凑的值类型，运行时的内存，分配相同的对象所需的空间自然比 OC 更小。Swift 5.3 相较 5.1，运行时的必要额外信息存储要少非常多，甚至做到了比 OC 还要少，大大减小了 Swift 的运行时内存。这对低内存的设备是非常有帮助的，同时，更少的系统内存意味着更多的用户内存。而这一切，只需要重新编译即可。

Swift 底层的不断优化也让其成为一门高效的语言，降低运行时的要求，就可以提升其应用的场景。

▐ Swift Package Manager

SPM 作为 Swift 生态非常重要的一环，也迎来了更新。

SPM 支持二进制包分发
SPM 支持了资源的打包

这两点更新已经表明了 SPM 的能力已经足够完善了。目前具有一定规模 App 的内部模块都开始使用 Cocoapods 做二进制组件化的集成，这样可以明确对代码解耦，提高打包的效率。在这样的背景之下，SPM 对这两点关键特性的支持已经可以覆盖住大型 App 需求了，而且 SPM 不单单只跟 Swift 玩，C Family 它都可以支持。

在 SPM 与 Cocoapods 的对比中，亲儿子 SPM 跟 Xcode 深入整合，Xcode 可以直接打开编辑 swift package，Xcode 因为 SPM 设计了对应的操作界面，降低了开发和使用的门槛。成熟的工具链也让联调 Swift Package 轻而易举。而 Cocoapods 由社区维护，每一次 Xcode 更新其响应也不算很及时，在针对大型 App 时因为 Podfile 与 podspec 的分离导致了许多不一致，使用 ruby 还有一定的门槛。

现在也许是拥抱 SPM 的好时机。