高级 swift 教程：自定义运算符和自定优先级

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前言

Swift 中的自定义运算符可以使代码更易于阅读和维护。一定程度上也可以让你编写更少的代码，同时保持逻辑清晰。

在 Swift 中开发代码时，我们都经常使用默认运算符，比如使用 + 符号将两个数字相加，或者将两个字符串相加。今天来聊聊自定义运算符。

重载运算符

运算符重载允许在自定义类或结构体上使用已有的运算符（关于已有的运算符可以看文章底部的官网链接）。这是通过定义类型方法来实现的，这个类型方法的名称就是需要重载的运算符。

举个例子：

swift 复制代码

struct Vector2D {
    var x = 0.0, y = 0.0
}

extension Vector2D {
    static func + (left: Vector2D, right: Vector2D) -> Vector2D {
        return Vector2D(x: left.x + right.x, y: left.y + right.y)
    }
}

let vector1 = Vector2D(x: 1.0, y: 2.0)
let vector2 = Vector2D(x: 3.0, y: 4.0)
let vectorSum = vector1 + vector2
print(vectorSum) // 输出结果为Vector2D(x: 4.0, y: 6.0)

这个示例中，我们重载了 "+" 运算符，让它可以用于 Vector2D 结构体。现在， "+" 运算符可以接受两个 Vector2D 实例作为参数，并返回一个新的 Vector2D 实例，这个实例的 x 和 y 值是参数的 x 和 y 值的和。

自定义运算符

除了重载运算符，还可以创建自己的自定义运算符。自定义运算符需要使用 operator 关键字进行声明，并需要指定它是一个前缀、中缀或后缀运算符。

这在很多开源项目中都有用到，比如 ObjectMapper 中的 <- 运算符：

swift 复制代码

infix operator <-
public func <- <T>(left: inout T, right: Map) {
 switch right.mappingType {
 case .fromJSON where right.isKeyPresent:
  FromJSON.basicType(&left, object: right.value())
 case .toJSON:
  left >>> right
 default: ()
 }
}

还有 >>> 运算符：

swift 复制代码

infix operator >>>
public func >>> <T>(left: T, right: Map) {
 if right.mappingType == .toJSON {
  ToJSON.basicType(left, map: right)
 }
}

运算符的三个类型

自定义运算符又分为三种类型，即：前缀、中缀和后缀。

1. 前缀运算符（Prefix Operator）

顾名思义，这种运算符位于操作数之前。用 prefix operator 来声明，如下面的例子中，定义了一个前缀运算符 √，用于取一个浮点数的平方根。

swift 复制代码

prefix operator √
prefix func √ (number: Double) -> Double {
    return sqrt(number)
}
let number = 4.0
print(√number) // 输出结果为2.0

2. 中缀运算符（Infix Operator）

这种运算符位于两个操作数之间，这个也是平时最常用的。用 infix operator 来声明，如下面的例子中，定义了一个中缀运算符 **，用于进行乘方运算。

swift 复制代码

infix operator **: MultiplicationPrecedence
func ** (num: Double, power: Double) -> Double {
    return pow(num, power)
}
let result = 2.0 ** 3.0
print(result) // 输出结果为8.0

3. 后缀运算符（Postfix Operator）

这种运算符位于操作数之后。如下面的例子中，用 postfix operator 来声明，定义了一个后缀运算符 --，用于将一个整数减1。

swift 复制代码

postfix operator --
postfix func -- (num: inout Int) -> Int {
    num -= 1
    return num
}
var number = 5
print(number--) // 输出结果为4

优先级

学会了自定义运算符后，你可能有个疑问，如果一个表达式中有多个运算符，应该先计算哪个后计算哪个？比如 1 + 2 * 3，在这个表达式中，乘法运算符 * 的优先级高于加法运算符 +，因此先进行乘法运算，再进行加法运算，最终结果是 7，而不是 9。

swift 中使用优先级组（precedencegroup）的概念来确认谁的优先级更高，根据 swift 内置的优先级组，优先级是这样排列的：

BitwiseShiftPrecedence（位运算符组）> MultiplicationPrecedence（乘法运算符组）> AdditionPrecedence（加法运算符组）> RangeFormationPrecedence（区间运算符组）> CastingPrecedence > NilCoalescingPrecedence > ComparisonPrecedence > LogicalConjunctionPrecedence > LogicalDisjunctionPrecedence > TernaryPrecedence > AssignmentPrecedence

关于这些运算符组中都包含哪些运算符可以到苹果官方网站[1]中查看。

如果你自定义了一个新的运算符，并且想手动修改它的优先级，可以使用 precedencegroup 关键字来定义一个新的优先级组，然后在定义运算符时指定这个优先级组。优先级组可以设置以下几个属性：

higherThan：新的优先级组的优先级高于指定的优先级组。
lowerThan：新的优先级组的优先级低于指定的优先级组。
associativity：运算符的结合性，可以是 left、right 或 none。如果运算符的优先级相同，那么结合性将决定运算的顺序。

下面是一个例子🌰：

swift 复制代码

precedencegroup ExponentiationPrecedence {
    higherThan: MultiplicationPrecedence
    associativity: right
}

infix operator **: ExponentiationPrecedence
func ** (num: Double, power: Double) -> Double {
    return pow(num, power)
}

let result = 2.0 * 3.0 ** 2.0
print(result) // 输出结果为18.0

这个示例中定义了一个新的优先级组 ExponentiationPrecedence，它的优先级高于乘法运算符的优先级组 MultiplicationPrecedence。然后定义了一个新的中缀运算符 **，并指定它的优先级组为 ExponentiationPrecedence。在计算 2.0 * 3.0 ** 2.0 这个表达式时，由于 ** 运算符的优先级高于 * 运算符，所以先计算 3.0 ** 2.0，得到结果 9.0，然后再与 2.0 相乘，得到结果 18.0。

参考资料

[1]

苹果官方网站: developer.apple.com/documentati...

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