从强制解包看 Swift 的设计

Posted 2020-10-09 李洪强

从强制解包看 Swift 的设计

不知道大家有没有发现，在一个 Objective-C 和 Swift 混编的 App 中，当把一个 OC 中的参数转到 Swift 时，Swift 会自动把这个变量进行强制解包。举个例子，我在 OC 中定义这样一个变量：

@property (nonatomic, copy) NSString *foo;

它转成 Swift 就变成了这样：

var foo: String!

这样看上去合情合理。Swift 中有 String? 和 String! 两种形式，但 OC 中没有 NSString? 和 NSString! ，当 Swift 无法区分 OC 中的变量是不是 nil 的时候，一律强行转化为非空参数。这样设计体现了 Swift 强安全性语言的特性。

但是这时候问题来了。我们回到上文中的例子，假如 OC 中对 foo的使用如下：

@property (nonatomic, copy) NSString *foo;

- (void)secretFunc {
  // 一些诡异复杂的操作
  ...

  self.foo = nil;
}

然后我们在 Swift 中这样调用：

func init() {
  objectiveCObject.secretFunc()
}

func calcLen() -> Int {
  return objectiveCObject.foo.characters.count
}

上面这段 Swift 代码执行到calcLen()时会崩溃，原因是foo在init()中已经被设成了 nil，而foo在 Swift 中是 foo!。也就是说，因为 Swift 对 OC 变量的强转，导致了程序的崩溃。这是一个很容易忽略的问题，因为强转的时候，Xcode 不会给出任何的警告、报错或是提醒。而我们作为开发者，很容易忽略这样的错误，导致 runtime 的时候直接崩溃。

针对这种情况，我们来讨论下面三个问题。

• Q: 为什么 Swift 要将 OC 中的变量如foo转为foo!而不是foo?

这是一个有争议的话题。我个人认为强制解包的方式会督促开发者考虑变量是否为 nil 的问题。在 OC 时代，声明变量一般不会考虑是否为空的问题；而在 Swift 时代，因为其是一门强安全性的语言，在变量定义时，必须确定变量是否为空。一般定义为非空有两种以下形式：

// force unwrapping
var foo = "Hello"

// implicitly unwrapping
var foo: String!

前者根据初始值强制解包，定义 foo 为非空变量；后者则直接申明 foo 为非空变量。

无论哪种情况，开发者会从一开始就思考处理 nil 时的情况，并在后续开发中一直注意。所以从foo转化为foo!，你就会思考 OC 中代码是否也要处理
nil 的情况；而如果转化为foo?，nil 也无所谓，而实际可能并不是这样，nil 的特殊情况考虑会一直忽略，开发中的隐患一直存在，同时也不符合 Swift 强安全性的设计思路。

• Q: 我就想让 OC 中的变量从foo转化到 Swift 中变成foo?，有没有办法

请这样在 OC 中定义变量：

// foo -> foo?
@property (nullable, nonatomic, copy) NSString *foo;

// bar -> bar!
@property (nonnull, nonatomic, copy) NSString *bar;

// qux -> qux!
@property (nonatomic, copy) NSString *qux;

这种事先声明是否为 null 的定义方法，是不是很像 Swift 中的 optional 机制？然而 OC 时代我们几乎不会去管变量是否为 nullable 这件事，由此我们可以体会 OC 和 Swift 在语言设计思路上的差异。

其实nullable和nonnull是 Swift 出来之后才引入 OC 的。所以一开始，OC 中的变量默认都是nullable，转变到 Swift 中，应该就是?。但是这样转化代价太大，我们所有变量都要在 Swift 中用if else或者guard来解包。所以为了写起来方便，Swift 干脆直接强转，故而现在这个机制也是一个历史遗留问题。

• Q: Swift 如此这般导致混编 App 崩溃，没有提示的情况下程序员必须细细检查 nil 导致的 bug，这样设计强制解包的代价是否有点大？

这个 bug 在混编 App 中很容易出现，没有警告确实带来很大困扰。实际上这个问题早就在苹果的开发者论坛上被提出，Swift 组自己也开了个 ticket 要修，可惜最后不了了之。Github 上有人开发出了第三方的工具来解决这个问题。

我个人觉得这个问题苹果不重视的原因在于 Swift 和 OC 混编只是一个暂时的局面。Swift 取代 OC 是一个时间问题，所以解决混编中的问题都显得没有多大意义，在苹果内部也一直是低优先级。毕竟现在所有精力应该放在 Swift 上，随着时间的推移和 OC 的淡出，这个问题也将微不足道。