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词法结构(Lexical Structure)


1.0 翻译:superkam 校对:numbbbbb

2.0 翻译+校对:buginux

2.1 翻译:mmoaay

本页包含内容:

Swift 的“词法结构”描述了能构成该语言中合法符号的字符序列。这些合法符号组成了语言中最底层的构建基块,并在之后的章节中用于描述语言的其他部分。一个合法符号由一个标识符、关键字、标点符号、字面量或运算符组成。

通常情况下,符号是根据随后将介绍的语法约束,由 Swift 源文件的输入文本中提取可能的最长子串生成。这种方法称为“最长匹配”,或者“最大适合”。

空白与注释

空白有两个用途:分隔源文件中的符号以及帮助区分运算符属于前缀还是后缀(参见 运算符),在其他情况下则会被忽略。以下的字符会被当作空白:空格(U+0020)、换行符(U+000A)、回车符(U+000D)、水平制表符(U+0009)、垂直制表符(U+000B)、换页符(U+000C)以及空(U+0000)。

注释被编译器当作空白处理。单行注释由 // 开始直至遇到换行符(U+000A)或者回车符(U+000D)。多行注释由 /* 开始,以 */ 结束。注释允许嵌套,但注释标记必须匹配。

正如 Markup Formatting Reference 所述,注释可以包含附加的格式和标记。

标识符

标识符可以由以下的字符开始:大写或小写的字母 AZ、下划线 _、基本多文种平面中的 Unicode 非组合字符以及基本多文种平面以外的非个人专用区字符。首字符之后,允许使用数字和 Unicode 字符组合。

使用保留字作为标识符,需要在其前后增加反引号 ` 。例如,class 不是合法的标识符,但可以使用 `class` 。反引号不属于标识符的一部分,`x` x 表示同一标识符。

闭包中如果没有明确指定参数名称,参数将被隐式命名为 $0$1$2 等等。这些命名在闭包作用域范围内是合法的标识符。

标识符语法

标识符头部标识符 标识符字符组可选
标识符 → `头部标识符 标识符字符组可选`
标识符隐式参数名
标识符列表标识符 | 标识符 , 标识符列表

头部标识符 → 大写或小写字母 A - Z
头部标识符 → _
头部标识符 → U+00A8,U+00AA,U+00AD,U+00AF,U+00B2–U+00B5,或者 U+00B7–U+00BA
头部标识符 → U+00BC–U+00BE,U+00C0–U+00D6,U+00D8–U+00F6,或者 U+00F8–U+00FF
头部标识符 → U+0100–U+02FF,U+0370–U+167F,U+1681–U+180D,或者 U+180F–U+1DBF
头部标识符 → U+1E00–U+1FFF
头部标识符 → U+200B–U+200D,U+202A–U+202E,U+203F–U+2040,U+2054,或者 U+2060–U+206F
头部标识符 → U+2070–U+20CF,U+2100–U+218F,U+2460–U+24FF,或者 U+2776–U+2793
头部标识符 → U+2C00–U+2DFF 或者 U+2E80–U+2FFF
头部标识符 → U+3004–U+3007,U+3021–U+302F,U+3031–U+303F,或者 U+3040–U+D7FF
头部标识符 → U+F900–U+FD3D,U+FD40–U+FDCF,U+FDF0–U+FE1F,或者 U+FE30–U+FE44
头部标识符 → U+FE47–U+FFFD
头部标识符 → U+10000–U+1FFFD,U+20000–U+2FFFD,U+30000–U+3FFFD,或者 U+40000–U+4FFFD
头部标识符 → U+50000–U+5FFFD,U+60000–U+6FFFD,U+70000–U+7FFFD,或者 U+80000–U+8FFFD
头部标识符 → U+90000–U+9FFFD,U+A0000–U+AFFFD,U+B0000–U+BFFFD,或者 U+C0000–U+CFFFD
头部标识符 → U+D0000–U+DFFFD 或者 U+E0000–U+EFFFD

标识符字符 → 数值 0 - 9
标识符字符 → U+0300–U+036F,U+1DC0–U+1DFF,U+20D0–U+20FF,或者 U+FE20–U+FE2F
标识符字符头部标识符
标识符字符组标识符字符 标识符字符组可选

隐式参数名$ 十进制数字列表

关键字和标点符号

下面这些被保留的关键字不允许用作标识符,除非被反引号转义,具体描述请参考 标识符

  • 用在声明中的关键字: classdeinitenumextensionfuncimportinitinoutinternalletoperatorprivateprotocolpublicstaticstructsubscripttypealiasvar
  • 用在语句中的关键字: breakcasecontinuedefaultdeferdoelsefallthroughforguardifinrepeatreturnswitchwherewhile
  • 用在表达式和类型中的关键字: ascatchdynamicTypefalseisnilrethrowssuperselfSelfthrowthrowstruetry__COLUMN____FILE____FUNCTION____LINE__
  • 用在模式中的关键字:_
  • 特定上下文中被保留的关键字: associativityconveniencedynamicdidSetfinalgetinfixindirectlazyleftmutatingnonenonmutatingoptionaloverridepostfixprecedenceprefixProtocolrequiredrightsetTypeunownedweakwillSet,这些关键字在特定上下文之外可以被用做标识符。

以下符号被当作保留符号,不能用于自定义运算符: (){}[].,:;=@#&(作为前缀运算符)、->` ?!(作为后缀运算符)。

字面量

字面量是用来表示源码中某种特定类型的值,比如一个数字或字符串。

下面是字面量的一些示例:

42              // 整数字面量
3.14159         // 浮点数字面量
"Hello, world!" // 字符串字面量
true            // 布尔值字面量

字面量本身并不包含类型信息。事实上,一个字面量会被解析为拥有无限的精度,然后 Swift 的类型推导会尝试去推导出这个字面量的类型。比如,在 let x: Int8 = 42 这个声明中,Swift 使用了显式类型标注(: Int8)来推导出 42 这个整数字面量的类型是 Int8。如果没有可用的类型信息, Swift 则会从标准库中定义的字面量类型中推导出一个默认的类型。整数字面量的默认类型是 Int,浮点数字面量的默认类型是 Double,字符串字面量的默认类型是 String,布尔值字面量的默认类型是 Bool。比如,在 let str = "Hello, world" 这个声明中,字符串 "Hello, world" 的默认推导类型就是 String

当为一个字面量值指定了类型标注的时候,这个标注的类型必须能通过这个字面量值实例化。也就是说,这个类型必须符合这些 Swift 标准库协议中的一个:整数字面量的 IntegerLiteralConvertible 协议、浮点数字面量的 FloatingPointLiteralConvertible 协议、字符串字面量的 StringLiteralConvertible 协议以及布尔值字面量的 BooleanLiteralConvertible 协议。比如,Int8 符合 IntegerLiteralConvertible 协议,因此它能在 let x: Int8 = 42 这个声明中作为整数字面量 42 的类型标注。

字面量语法

字面量数值字面量 | 字符串字面量 | 布尔值字面量 | nil 字面量

数值字面量-可选 整数字面量 | -可选 浮点数字面量
</a> 布尔值字面量true | false
nil 字面量nil

整数字面量

整数字面量表示未指定精度整数的值。整数字面量默认用十进制表示,可以加前缀来指定其他的进制,二进制字面量加 0b,八进制字面量加 0o,十六进制字面量加 0x

十进制字面量包含数字 09。二进制字面量只包含 01,八进制字面量包含数字 07,十六进制字面量包含数字 09 以及字母 AF(大小写均可)。

负整数的字面量在整数字面量前加负号 -,比如 -42

整型字面面可以使用下划线 _ 来增加数字的可读性,下划线会被系统忽略,因此不会影响字面量的值。同样地,也可以在数字前加 0,并不会影响字面量的值。

除非特别指定,整数字面量的默认推导类型为 Swift 标准库类型中的 Int。Swift 标准库还定义了其他不同长度以及是否带符号的整数类型,请参考 整数

整数字面量语法

整数字面量二进制字面量
整数字面量八进制字面量
整数字面量十进制字面量
整数字面量十六进制字面量

二进制字面量0b 二进制数字 二进制字面量字符组可选 </a>
二进制数字 → 数值 0 到 1
二进制字面量字符二进制数字 | _
二进制字面量字符组二进制字面量字符 二进制字面量字符组可选

八进制字面量0o 八进字数字 八进制字符组可选
</a>
八进字数字 → 数值 0 到 7
八进制字符八进字数字 | _
八进制字符组八进制字符 八进制字符组可选

十进制字面量十进制数字 十进制字符组可选
</a> 十进制数字 → 数值 0 到 9
十进制数字组十进制数字 十进制数字组可选
</a> 十进制字符十进制数字 | _
十进制字符组十进制字符 十进制字符组可选

十六进制字面量0x 十六进制数字 十六进制字面量字符组可选
</a> 十六进制数字 → 数值 0 到 9, 字母 a 到 f, 或 A 到 F
十六进制字符十六进制数字 | _
十六进制字面量字符组十六进制字符 十六进制字面量字符组可选

浮点数字面量

浮点数字面量表示未指定精度浮点数的值。

浮点数字面量默认用十进制表示(无前缀),也可以用十六进制表示(加前缀 0x)。

十进制浮点数字面量由十进制数字串后跟小数部分或指数部分(或两者皆有)组成。十进制小数部分由小数点 . 后跟十进制数字串组成。指数部分由大写或小写字母 e 为前缀后跟十进制数字串组成,这串数字表示 e 之前的数量乘以 10 的几次方。例如:1.25e2 表示 1.25 ⨉ 10^2,也就是 125.0;同样,1.25e-2 表示 1.25 ⨉ 10^-2,也就是 0.0125

十六进制浮点数字面量由前缀 0x 后跟可选的十六进制小数部分以及十六进制指数部分组成。十六进制小数部分由小数点后跟十六进制数字串组成。指数部分由大写或小写字母 p 为前缀后跟十进制数字串组成,这串数字表示 p 之前的数量乘以 2 的几次方。例如:0xFp2 表示 15 ⨉ 2^2,也就是 60;同样,0xFp-2 表示 15 ⨉ 2^-2,也就是 3.75

负数的浮点数字面量由负号 - 和浮点数字面量组成,例如 -42.5

浮点数字面量允许使用下划线 _ 来增强数字的可读性,下划线会被系统忽略,因此不会影响字面量的值。同样地,也可以在数字前加 0,并不会影响字面量的值。

除非特别指定,浮点数字面量的默认推导类型为 Swift 标准库类型中的 Double,表示 64 位浮点数。Swift 标准库也定义了 Float 类型,表示 32 位浮点数。

浮点数字面量语法

浮点数字面量十进制字面量 十进制分数可选 十进制指数可选
浮点数字面量十六进制字面量 十六进制分数可选 十六进制指数

十进制分数. 十进制字面量
十进制指数十进制指数 e 正负号可选 十进制字面量

十六进制分数. 十六进制数字 十六进制字面量字符组可选
十六进制指数十六进制指数 p 正负号可选 十进制字面量

十进制指数 ee | E
</a> 十六进制指数 pp | P
正负号+ | -

字符串字面量

字符串字面量由被包在双引号中的一串字符组成,形式如下:

"字符"

字符串字面量中不能包含未转义的双引号(")、未转义的反斜线(\)、回车符、换行符。

可以在字符串字面量中使用的转义特殊符号如下:

  • 空字符 \0
  • 反斜线 \\
  • 水平制表符 \t
  • 换行符 \n
  • 回车符 \r
  • 双引号 \"
  • 单引号 \'
  • Unicode 标量 \u{n},n 为一到八位的十六进制数字

字符串字面量允许在反斜杠 \ 后的括号 () 中插入表达式的值。插入表达式可以包含字符串字面量,但不能包含未转义的双引号 "、未转义的反斜线 \、回车符、换行符。

例如,以下所有字符串字面量的值都是相同的:

"1 2 3"
"1 2 \("3")"
"1 2 \(3)"
"1 2 \(1 + 2)"
let x = 3; "1 2 \(x)"

字符串字面量的默认推导类型为 String。更多有关 String 类型的信息请参考 字符串和字符 以及 String Structure Reference

操作符连接的字符型字面量是在编译时进行连接的。比如下面的 textAtextB 是完全一样的,textA 没有任何运行时的连接操作。

let textA = "Hello " + "world"
let textB = "Hello world"

字符串字面量语法

字符串字面量静态字符串字面量 | 插值字符串字面量

静态字符串字面量"引用文本可选"
</a> 引用文本引用文本项 引用文本可选
引用文本项转义字符
引用文本项 → 除了 "\、U+000A、U+000D 以外的所有 Unicode 字符

插值字符串字面量"插值文本可选"
</a> 插值文本插值文本项 插值文本可选
插值文本项\**(表达式)* | [引用文本项*](#quoted-text-item)

转义字符\**0 | \**\ | \t | \n | \r | \" | \'
转义字符\u { unicode 标量数字 }
unicode 标量数字 → 一到八位的十六进制数字

运算符

Swift 标准库定义了许多可供使用的运算符,其中大部分在 基础运算符高级运算符 中进行了阐述。这一小节将描述哪些字符能用于自定义运算符。

自定义运算符可以由以下其中之一的 ASCII 字符 /=-+!*%<>&|^? 以及 ~,或者后面语法中规定的任一个 Unicode 字符开始。在第一个字符之后,允许使用组合型 Unicode 字符。也可以使用两个或者多个的点号来自定义运算符(比如,....)。虽然可以自定义包含问号 ? 的运算符,但是这个运算符不能只包含单独的一个问号。

注意
以下这些标记 =->///**/.<(前缀运算符)、&??(中缀运算符)、>(后缀运算符)、!? 是被系统保留的。这些符号不能被重载,也不能用于自定义运算符。

运算符两侧的空白被用来区分该运算符是否为前缀运算符、后缀运算符或二元运算符。规则总结如下:

  • 如果运算符两侧都有空白或两侧都无空白,将被看作二元运算符。例如:a+ba + b 中的运算符 + 被看作二元运算符。
  • 如果运算符只有左侧空白,将被看作前缀一元运算符。例如 a ++b 中的 ++ 被看作前缀一元运算符。
  • 如果运算符只有右侧空白,将被看作后缀一元运算符。例如 a++ b 中的 ++ 被看作后缀一元运算符。
  • 如果运算符左侧没有空白并紧跟 .,将被看作后缀一元运算符。例如 a++.b 中的 ++ 被看作后缀一元运算符(即上式被视为 a++ .b 而非 a ++ .b)。

鉴于这些规则,运算符前的字符 ([{,运算符后的字符 )]},以及字符 ,;: 都被视为空白。

以上规则需注意一点,如果预定义运算符 !? 左侧没有空白,则不管右侧是否有空白都将被看作后缀运算符。如果将 ? 用作可选链式调用运算符,左侧必须无空白。如果用于条件运算符 ? :,必须两侧都有空白。

在某些特定的设计中 ,以 <> 开头的运算符会被分离成两个或多个符号,剩余部分可能会以同样的方式被再次分离。因此,在 Dictionary<String, Array<Int>> 中没有必要添加空白来消除闭合字符 > 的歧义。在这个例子中, 闭合字符 > 不会被视为单独的符号,因而不会被错误解析为 >> 运算符。

要学习如何自定义运算符,请参考 自定义运算符运算符声明。要学习如何重载运算符,请参考 运算符函数

运算符语法

运算符头部运算符 运算符字符组可选
运算符头部点运算符 点运算符字符组可选

头部运算符/ | = | - | + | ! | * | % | < | > | & | | | ^ | ~ | ?
头部运算符 → U+00A1–U+00A7
头部运算符 → U+00A9 或 U+00AB
头部运算符 → U+00AC 或 U+00AE
头部运算符 → U+00B0–U+00B1,U+00B6,U+00BB,U+00BF,U+00D7,或 U+00F7
头部运算符 → U+2016–U+2017 或 U+2020–U+2027
头部运算符 → U+2030–U+203E
头部运算符 → U+2041–U+2053
头部运算符 → U+2055–U+205E
头部运算符 → U+2190–U+23FF
头部运算符 → U+2500–U+2775
头部运算符 → U+2794–U+2BFF
头部运算符 → U+2E00–U+2E7F
头部运算符 → U+3001–U+3003
头部运算符 → U+3008–U+3030

运算符字符头部运算符
运算符字符 → U+0300–U+036F
运算符字符 → U+1DC0–U+1DFF
运算符字符 → U+20D0–U+20FF
运算符字符 → U+FE00–U+FE0F
运算符字符 → U+FE20–U+FE2F
运算符字符 → U+E0100–U+E01EF
运算符字符组运算符字符 运算符字符组可选

头部点运算符..
</a> 点运算符字符. | 运算符字符
点运算符字符组点运算符字符 点运算符字符组可选

二元运算符运算符
</a> 前缀运算符运算符
后缀运算符运算符