可選鏈

可選鏈(optional chaining)是一個可以存取或呼叫屬性(property)、方法(method)及下標(subscript)的過程。

稱其為可選(optional)是因為當前存取或呼叫的目標可能為空(nil),而多次存取或呼叫可以用點語法(dot syntax.)將其全部鏈結在一起,所以稱為鏈(chaining)。

可選鏈中,只要其中一個節點為空(nil),則會立即返回nil。相對地,如果存取或呼叫至最後一個節點都有值,則會返回一個可選型別的值。

以可選鏈替代強制解析

可選鏈中,如果其中一個節點為可選值時,必須在這個值後面加上問號(?),來表示這是一個可選值,也就是當這個值為空(nil)時,會立即返回nil

與強制解析(forced unwrapping)在值後面加上驚嘆號(!)不同,強制解析的值如果為空(nil)時,會觸發程式運行錯誤。而可選鏈中的可選值(加上問號?)如果為空(nil),則只會單純的返回nil

不論可選鏈最後返回的屬性、方法或下標是不是可選型別的值,都是返回一個可選值,所以可以用來判斷這個可選鏈是否成功,有返回值是成功,返回nil則是失敗。像是原本返回應該是一個Int型別的值,經由可選鏈後返回會是一個Int?可選型別的值。以下是一個例子:

// 定義一個類別 Person
class Person {
    // residence 屬性為可選的 Residence 型別
    var residence: Residence?
}

// 定義一個類別 Residence
class Residence {
    // numberOfRooms 屬性為 Int 型別
    var numberOfRooms = 1
}

// 首先生成一個實體
let joe = Person()

// 這時 joe 實體內的可選屬性 residence 沒有設置值 所以會初始化為 nil
// 如果強制解析的話 會發生錯誤 如以下這行
//let roomCount = joe.residence!.numberOfRooms

// 所以這時可使用可選鏈來呼叫
if let roomCount = joe.residence?.numberOfRooms {
    print("Joe 有 \(roomCount) 間房間")
} else {
    print("無法取得房間數量")
}

// 上述 if 語句目前會印出:無法取得房間數量
// 接著為 joe.residence 設置一個 Residence 實體
joe.residence = Residence()

// 這時就會返回 1
// 記得這是返回一個可選型別 Int?
print(joe.residence?.numberOfRooms)

通過可選鏈存取屬性,下標及呼叫方法

這邊定義三個類別以供後續示範,沿用先前的類別Person,並新增一個類別Room,最後將Residence重新定義,如下:

// 與先前的類別 Person 相同
class NewPerson {
    var residence: NewResidence?
}

// 定義一個類別 Room
class Room {
    // name 屬性為 String 型別
    let name: String

    // 生成實體時同時設置屬性 name 的值
    init(name: String) { self.name = name }
}

// 重新定義類別 Residence
class NewResidence {
    // rooms 屬性為一個陣列 型別為 [Room] 預設值是空陣列
    var rooms = [Room]()

    // 將 numberOfRooms 改為一個計算屬性 並返回 rooms 的數量
    var numberOfRooms: Int {
        return rooms.count
    }

    // 新增一個下標 可以依索引值取得 rooms 陣列內的值
    // 或是依索引值修改 rooms 陣列內的值
    subscript(i: Int) -> Room {
        get {
            return rooms[i]
        }
        set {
            rooms[i] = newValue
        }
    }

    // 新增一個方法 簡單的印出房間數量
    func printNumberOfRooms() {
        print("有 \(numberOfRooms) 間房間")
    }

}

存取屬性

前面的例子就是示範存取屬性,還要提的一點是,你也可以嘗試使用可選鏈來給屬性指派值,如下:

// 使用上面生成的實體 joe 設置新的值
joe.residence?.numberOfRooms = 12

何以說嘗試指派值,因為如果joe.residence尚未有值(為nil)時就將值指派給他,這時不會發生任何事,因為joe.residence仍為nil,必須直到他有一個Residence的實體後,才能正確指派值。

呼叫方法

前面定義的類別中可以看到printNumberOfRooms()方法沒有返回值,前面章節提過,其實是會返回一個 Void (即返回一個()的值或稱為空的元組tuple)。

這時在可選鏈中呼叫這個方法的話,則是會返回Void?,而不是Void(因為可選鏈一定會返回可選值),所以仍然可以依照是否返回nil來判斷這個可選鏈是否成功,如下:

let kevin = NewPerson()
kevin.residence = NewResidence()

// 可以依據是否返回 nil 來判斷可選鏈是否成功
if kevin.residence?.printNumberOfRooms() != nil {
    kevin.residence?.printNumberOfRooms()
} else {
    print("無法呼叫函式")
}

// 這時因為都有值且有預設值 所以會印出:有 0 間房間

存取下標

與屬性相同,你可以使用可選鏈存取下標,也可以指派新的值給下標。底下是一個例子:

// 先生成一個實體
let jack = NewPerson()

// 這邊嘗試存取放在陣列中第一個房間的名稱
if let firstRoomName = jack.residence?[0].name {
    print("第一個房間的名稱為 \(firstRoomName).")
} else {
    print("無法取得第一個房間的名稱")
}

// 這邊嘗試用下標指派一個值
jack.residence?[0] = Room(name: "臥房")

// 上面兩個返回的都是 nil 因為目前 jack.residence 尚未有值

// 先生成一個 NewResidence 實體
let jackHouse = NewResidence()

// 接著為其內型別為 [Room] 的陣列屬性加上值
jackHouse.rooms.append(Room(name: "廚房"))
jackHouse.rooms.append(Room(name: "浴室"))

// 最後將其設置為 jack.residence
jack.residence = jackHouse

// 這時再存取 即會有值 這邊會印出:第一個房間名稱為 廚房
if let firstRoomName = jack.residence?[0].name {
    print("第一個房間名稱為 \(firstRoomName)")
} else {
    print("無法取得第一個房間的名稱")
}
Hint
  • 如果可選鏈中的下標的值為一個可選值,記得要將問號?放在中括號[]的前面而不是後面。可選鏈的問號一定是緊接在可選表達式的後面。

存取可選型別的下標

這邊以一個字典Dictionary型別的變數做示範,可選鏈的問號?必須放在下標的中括號[]後面來鏈接可選返回值,如下:

// 宣告一個字典的變數
var testScores = [
    "Dave": [86, 82, 84],
    "Bev": [79, 94, 81]
]

// 為下標設置新的值
testScores["Dave"]?[0] = 91
testScores["Bev"]?[0] += 1

// 因為沒有 Brian 這個鍵 會是 nil 
// 所以指派值會失敗 底下這行不會有任何事情發生
testScores["Brian"]?[0] = 72

可選鏈的方法返回一個可選值

前面的例子說明可以使用可選鏈來存取可選型別的值,同樣地,也可以使用可選鏈來呼叫一個會返回可選型別的值的方法,如果需要的話仍然可以對該返回值繼續進行鏈接,如下:

john.someProperty?.someMethod()?.hasPrefix("The")
Hint
  • 可選鏈的問號?是放在方法的小括號()後面,因為可選值是someMethod()方法的返回值,而不是someMethod()方法本身。

範例

本節範例程式碼放在 ch2/optional-chaining.playground

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