位运算符#

位运算符允许直接操作数据的二进制位，常用于底层编程（如硬件交互或数据编码）。Swift支持所有C语言的位运算符，并优化了行为特性。

1. 按位取反（~）
   反转所有二进制位，0变1，1变0。

   1
   let initialBits: UInt8 = 0b00001111
   2
   let invertedBits = ~initialBits  // 结果：0b11110000（十进制240）
   

2. 按位与（&）和或（|）

   • &：仅当两数对应位均为1时结果为1。

     1
     let firstSixBits: UInt8 = 0b11111100
     2
     let lastSixBits: UInt8 = 0b00111111
     3
     let middleFourBits = firstSixBits & lastSixBits  // 结果：0b00111100（十进制60）
     

   • |：任意一数对应位为1时结果为1。

     1
     let someBits: UInt8 = 0b10110010
     2
     let moreBits: UInt8 = 0b01011110
     3
     let combinedBits = someBits | moreBits  // 结果：0b11111110（十进制254）
     

3. 按位异或（^）
   对应位不同时结果为1，相同时为0。

   1
   let firstBits: UInt8 = 0b00010100
   2
   let otherBits: UInt8 = 0b00000101
   3
   let outputBits = firstBits ^ otherBits  // 结果：0b00010001（十进制17）
   

4. 位移运算符（<< 和 >>）
   用于数值的快速乘除运算，支持无符号数的逻辑位移和有符号数的算术位移。

   1
   let shiftBits: UInt8 = 4  // 0b00000100
   2
   shiftBits << 2  // 左移两位得0b00010000（16）
   3
   shiftBits >> 1  // 右移一位得0b00000010（2）
   

溢出运算符#

Swift默认禁止算术溢出，但可通过溢出运算符（如&+, &-, &*）主动触发溢出行为。

1
var unsignedOverflow = UInt8.max  // 255（二进制11111111）
2
unsignedOverflow &+ 1            // 溢出后归零（0）
3
var signedOverflow = Int8.min    // -128（二进制10000000）
4
signedOverflow &- 1              // 溢出后变为127（01111111）

应用场景：加密算法、循环缓冲区等需要显式处理溢出的场景。

自定义运算符#

Swift允许重载现有运算符或定义全新的运算符，支持中缀（infix）、前缀（prefix）、**后缀（postfix）**形式。

1. 运算符重载示例
   为自定义类型Vector2D实现加法：

   1
   struct Vector2D { var x, y: Double }
   2
   extension Vector2D {
   3
       static func + (left: Vector2D, right: Vector2D) -> Vector2D {
   4
           return Vector2D(x: left.x + right.x, y: left.y + right.y)
   5
       }
   6
   }
   7
   let combinedVector = Vector2D(x: 3, y: 1) + Vector2D(x: 2, y: 4)  // (5.0, 5.0)
   

2. 定义全新运算符
   创建中缀运算符+-，并指定优先级组：

   1
   infix operator +-: AdditionPrecedence
   2
   extension Vector2D {
   3
       static func +- (left: Vector2D, right: Vector2D) -> Vector2D {
   4
           return Vector2D(x: left.x + right.x, y: left.y - right.y)
   5
       }
   6
   }
   

构建器语法（Result Builders）#

通过@resultBuilder可创建领域特定语言（DSL），简化嵌套结构的生成（如HTML、UI布局）。

实现绘图构建器：

1
@resultBuilder
2
struct DrawingBuilder {
3
    static func buildBlock(_ components: Drawable...) -> Drawable {
4
        Line(elements: components)
5
    }
6
    static func buildEither(first: Drawable) -> Drawable { first }
7
    static func buildEither(second: Drawable) -> Drawable { second }
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}
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func draw(@DrawingBuilder content: () -> Drawable) -> Drawable { content() }
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// 使用构建器生成动态内容
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let greeting = draw {
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    Stars(length: 3)
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    Text("Hello")
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    if let name = name { Text(name) } else { Text("World") }
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}

关键方法：

• buildBlock：组合多个元素。
• buildEither：支持条件分支（如if-else）。
• buildArray：支持循环（如for）。

运算符优先级与结合性#

Swift的运算符优先级规则与C类似，但更简洁明确。自定义中缀运算符需指定优先级组以避免歧义：

1
infix operator ^^: MultiplicationPrecedence  // 优先级同乘除法