下标基础

下标可以定义在类、结构体和枚举中，是访问集合、列表或序列中元素的快捷方式。下标语法类似于计算属性，使用 subscript 关键字定义。

struct TimesTable {
    let multiplier: Int
    subscript(index: Int) -> Int {  // 只读下标
        return multiplier * index
    }
}

let threeTimesTable = TimesTable(multiplier: 3)
print(threeTimesTable[6])  // 输出 18

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读写下标

下标可以同时包含 getter 和 setter：

struct Matrix {
    var grid: [Double]
    let rows: Int, columns: Int
    
    init(rows: Int, columns: Int) {
        self.rows = rows
        self.columns = columns
        grid = Array(repeating: 0.0, count: rows * columns)
    }
    
    subscript(row: Int, column: Int) -> Double {
        get {
            assert(indexIsValid(row: row, column: column), "Index out of range")
            return grid[(row * columns) + column]
        }
        set {
            assert(indexIsValid(row: row, column: column), "Index out of range")
            grid[(row * columns) + column] = newValue
        }
    }
    
    func indexIsValid(row: Int, column: Int) -> Bool {
        return row >= 0 && row < rows && column >= 0 && column < columns
    }
}

var matrix = Matrix(rows: 2, columns: 2)
matrix[0, 1] = 1.5  // 调用 setter
print(matrix[1, 0])  // 调用 getter

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下标特性

1. 多参数下标：

   subscript(row: Int, column: Int) -> Double { ... }

2. 类型下标（静态下标）：

   enum Planet: Int {
       case mercury = 1, venus, earth, mars
       
       static subscript(n: Int) -> Planet {
           return Planet(rawValue: n)!
       }
   }
   
   let mars = Planet[4]  // 调用类型下标

3. 下标重载：

   struct Path {
       private var points: [CGPoint]
       
       // 通过索引访问
       subscript(index: Int) -> CGPoint {
           return points[index]
       }
       
       // 通过名称访问
       subscript(name: String) -> CGPoint? {
           return points.first { $0.name == name }
       }
   }

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实际应用

1. 字典访问：

   var legs = ["ant": 6, "snake": 0]
   legs["human"] = 2  // 调用字典的下标setter
   print(legs["ant"]!)  // 调用getter

2. 安全数组访问：

   struct SafeArray {
       private var array: [Int]
       
       subscript(index: Int, default defaultValue: Int = 0) -> Int {
           return indices.contains(index) ? array[index] : defaultValue
       }
   }

3. 多维数据结构：

   struct Cube {
       // 三维下标访问
       subscript(x: Int, y: Int, z: Int) -> Int { ... }
   }

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关键注意事项

1. 字典下标返回可选值：

   let value = legs["unicorn"]  // Int?

2. 断言检查：

   assert(indexIsValid(row: row, column: column), "Index out of range")

3. 性能考虑：

   • 避免在下标中进行复杂计算
   • 考虑使用缓存优化重复访问

4. 与函数区别：

   • 下标不能使用 inout 参数
   • 不支持默认参数值（但可以通过重载模拟）

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高级用法

1. 动态成员查找（Swift 4.2+）：

   @dynamicMemberLookup
   struct DynamicStruct {
       subscript(dynamicMember member: String) -> String {
           return "Accessed \(member)"
       }
   }
   
   let s = DynamicStruct()
   print(s.hello)  // 输出 "Accessed hello"

2. 类型约束下标：

   struct GenericContainer<T> {
       subscript<U: Numeric>(index: U) -> T { ... }
   }

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通过合理使用下标，可以大大提升代码的可读性和简洁性，特别是在处理集合类数据结构时。下标的设计应当保持直观，符合使用者的预期。