Swiftツアー：Swiftの機能とデザインのご紹介

Swiftツアー：Swiftの機能とデザインのご紹介

Swiftプログラム言語の基本的な機能と設計哲学について解説します。データのモデリング、エラー処理、プロトコルの使用、並行コードの記述などを行う方法を説明するとともに、ライブラリ、HTTPサーバ、コマンドラインクライアントを含むSwiftパッケージを作成する方法も取り上げます。Swift初心者の方にも、Swift草創期からのユーザーの方にも、Swiftプログラム言語を最大限に活用するうえで役立つセッションです。

関連する章
- 0:00 - Introduction
- 0:51 - Agenda
- 1:05 - The example
- 1:32 - Value types
- 4:26 - Errors and optionals
- 9:47 - Code organization
- 11:58 - Classes
- 14:06 - Protocols
- 18:33 - Concurrency
- 23:13 - Extensibility
- 26:55 - Wrap up
リソース
関連ビデオ

WWDC23
- Swiftマクロの拡張
WWDC22
WWDC21
- リザルトビルダーを使用したSwiftでのDSLの記述
- Swiftにおける構造化並行処理
ダウンロード

こんにちは Allan Shortlidgeです Swiftコンパイラに携わっています今日は私のお気に入りのプログラミング言語である Swiftをご紹介します
Swiftは現代的なプログラミング言語です機能が豊富でパフォーマンスに非常に優れ安全性も妥協しません軽量な構文でプログラミングを楽しく行うことができパワフルな機能により生産性を大幅に向上させます Swiftは Appleのデバイスで動作するアプリを作成するための最適な言語として知られていますがその他様々な用途にも有用ですクロスプラットフォームのシステム言語として Swiftはサーバアプリの作成にも適していますまた昨年から始まった Embedded Swiftの取り組みにより Swiftはリソースに制約のある環境にも対応できるようになりました例えばスマートホームデバイスを駆動するチップなどです今日はSwiftのコア機能について一通り見ていきましょうすべてを網羅したり特定のトピックを掘り下げるわけではありません言語に慣れ親しむことそして Swiftのユニークな設計原則を学ぶことが目的です Swiftを紹介しながら次の素晴らしいソーシャルネットワークのインフラを構築する過程でその機能のデモンストレーションを行っていきますコードは3つのコンポーネントを持つ Swiftパッケージとして構成されます 1つ目はユーザーをグラフで表現するためのデータモデルを提供するライブラリです 2つ目はグラフクエリに応答できる HTTPサーバです最後にサーバにリクエストを送信できるコマンドラインユーティリティを紹介します Swiftの説明を始めるにあたりまずプログラミングの基本的概念から始めましょうそれはデータの表現です Swiftでデータを表現する主な方法は値型を使うことですコードを使って説明します Swiftでは varキーワードを使ってこのように変数を導入できます
では2つ目の変数yを宣言して xの値を代入しましょうここで xの値を変更したらどうなるでしょうか出力では yの値はまだ1のままですこれは驚くことではないでしょう整数型はほとんどのプログラミング言語でこのように動作しますしかしこれは型が値セマンティクスを持つということの意味をよく表しています値型にはいくつかの重要な特性があります値型のインスタンスは状態を共有しないためある値の変更が同じ型の他の値に影響を与えることはありませんまた値型はアイデンティティを持ちませんこれは 2つの値が等しい場合それらの値が相互に置き換え可能であることを意味します整数ブール値浮動小数点数などの基本的な型はほとんどの言語で値型ですしかし Swiftでは値型が至る所に存在しますコードを理解しやすくするもう一つの方法はデータの可変性を制御することです先ほどの例で varキーワードを使って xとyを導入しましたがこれらは可変になりますしかし varの代わりにletを使うと Swiftはこの値が変更されないことを保証します
次にグラフ内のユーザーのモデルを導入しより複雑なデータ型を構築しましょう Swiftには複数の値を 1つの値にまとめる構造体があります Userという名前の構造体を作成します
この構造体にはいくつかのプロパティが必要ですユーザー名用のものユーザーが可視かどうかを制御するものそして最後に友達のリストですこのリストはユーザー名の文字列の配列で表現しますまずAliceという名前のユーザーを作りその友達を何人か設定します
Aliceを特定の型で宣言しなかったことに注目してください Swiftは型安全な言語ですべての変数がコンパイル時に型を持ちますがここでは型がUserであると推論できるため記述する必要はありません次に Brunoという名前のユーザーを作り Aliceの友達を彼の友達として設定しますそこで Aliceに新しい友達を追加するとどうなるでしょうか
出力結果を見るとAliceとBrunoの友達は異なっていることが分かりますこれは Swiftでは配列が値型だからです Aliceの友達をBrunoの友達に割り当てると配列がコピーされました User構造体は値型で構成されているためそれ自体も自動的に値型となります通常のSwiftコードで目にする型のほとんどが値型ですクラスのような参照型も存在しそれについては後で説明しますがその用途はより専門的です Swiftは値型と不変性を重視しています値がいつ変更できるかを制御することでコードが理解しやすくなるからです特に並行プログラミングのような難しい領域で効果的です次にエラーについてお話ししますエラーは日常的なプログラミングの一部ですディスクが一杯になったりネットワーク接続が失敗したり不正なデータが入力されたりするからですそれでもプログラムは常に動作を続け問題が発生したらユーザーに通知しなければなりません Swiftはエラーを報告しスムーズに処理するためのエラーハンドリングモデルを提供しています Swiftのエラーハンドリングの哲学は 3つのポイントに要約できます第1にエラーの原因となる可能性のあるコード部を後で驚かないようマークしておく必要があるということです第2にエラーには対策を講じられるだけのコンテキストを持たせる必要がありますそして最後に Swiftは回復可能なエラーとプログラマーのミスを区別しますネットワーク接続が失敗してもプログラムは動作を続ける必要があります一方配列の範囲外アクセスはおそらくコードが間違っていることを示しています Swiftはプログラムを停止してそのバグがセキュリティ問題に発展するのを防ぎます
エラー条件をチェックすることでUserモデルを安全に保つ方法を見てみましょうここでは friends配列は直接変更できるためユーザーが自分自身と友達になったり friendsリストに重複する値が含まれたりなどの無効な状態が発生する可能性がありますここでは addFriendというメソッドを作成し配列への追加を検証できるようにします
デフォルトでは構造体のメソッドは構造体のプロパティを変更できませんこのメソッドはfriendsを変更できるよう mutatingとして宣言する必要がありますここでは friendsプロパティの直接使用を防ぎたいので privateセッターを追加し代わりにaddFriendを呼び出すようにします
次に addFriendからエラーのレポートを行いたいのでそれらのエラーを表現する方法が必要です Swiftのenumは優れたエラータイプです
enumは異なるケースの選択を表し可能性のあるあらゆるエラーの原因を列挙します必要なのはこのenumを Errorプロトコルに準拠させることだけですプロトコルについては後ほど詳しく説明します次に addFriendの入力が無効かどうかをチェックし無効ならエラーをスローしますコンパイラはメソッドがエラーの原因なのでスローとしてマークする必要があることを教えてくれています
入力をif文でチェックすることもできますが Swiftのguard文はエラー条件の検出に最適です guard文は条件が満たされない場合関数から戻ることを要求するからですここではaddFriendがエラーをスローしており処理されていないエラー原因があることを示す診断が出ていますエラーが発生する可能性があることを示すため呼び出しに tryキーワードを付ける必要がありますエラーがどのように見えるか確認したいのでエラーをトリガし do/catchブロックでその呼び出しをラップして観察します
これでduplicateFriendエラーがスローされましたしかしこのエラーには問題がありますどの友達が重複しているかがわかりませんそのコンテキストを追加するにはこのケースに関連値を持たせます
今度はユーザー名がエラーと一緒に表示されます次にユーザー名を指定してユーザーを見つけるクエリのプロトタイプを作りますユーザーを保存する場所が必要なのでユーザー名をユーザー構造体にマッピングする辞書を作成しましたクエリ関数にはユーザーが見つからない場合の処理方法が必要ですエラーをスローしてもよいですがもう一つの選択肢は戻り値をオプショナル型にすることです Swiftにはオプショナル値に対する様々なビルトインサポートがありますオプショナル値は nilかオプショナル型がラップする任意の型の有効値のいずれかですオプショナルに格納されている値を利用するにはアンラップする必要があります nilと非nilの両方の値をコードで処理するよう要求することで Swiftは予期せぬnil値がプログラムのクラッシュを引き起こすという他の言語でよく生じるエラ－を防ぎますオプショナル型がコードでどのように使われるか見てみましょう findUser関数ではこの辞書での検索結果を直接返すことができます辞書の添字演算子はオプショナル型のUserを返すためここでエラーが発生していますこれはキーに対応する値が存在しない可能性があるため理にかなっています疑問符を追加して関数の戻り値の型をオプショナル型に更新します findUserを呼び出してみましょう
オプショナル型を返すので結果をアンラップして Userを操作する必要があります Swiftでオプショナル型をアンラップする最も一般的な方法の一つは if let構文を使用することです nilでない値がある場合その値はこのif文の本体で letにバインドされます実行時に常に有効な値があることが 100%確信できる場合は感嘆符を使用してオプショナル型を強制的にアンラップすることもできます
Swiftでは実行時に仮定が正しいかどうかがチェックされます
おっと！辞書にdashという名前のユーザーがいなかったためプログラムが停止しました次回はもっと気をつけます Swiftでのエラー処理とオプショナル型のアンラップには共通点がありますどちらの場合もコードは必ずあらゆる可能性を処理するように構成されますプログラム内でエラーに遭遇する可能性があるそれぞれの場所でエラーをキャッチするかプロパゲートする必要があり throwsおよびtryキーワードではそれがどこで発生するかが正確に示されますオプショナル値を扱う場合は使用する前に値をアンラップしてその存在を確認する必要があります Swiftではエラーとオプショナル型の設計によって正確かつデバッグ可能なプログラムを簡単に書くことができますソーシャルグラフの基本的なデータモデルの概要を説明しましたここからはコードに構造を加えていきましょう Swiftがサポートするコード編成の2つの単位はモジュールとパッケージです Swiftのモジュールは常に一緒にビルドされるソースファイルのコレクションで構成されますモジュールは他のモジュールに依存することもできます例えばアプリを表すモジュールはアプリとサーバの両方で必要なコア機能を提供するライブラリモジュールに依存する場合がありますモジュールのコレクションはパッケージとして配布できます最後に 1つのパッケージ内のモジュールは別のパッケージのモジュールと依存関係を持つこともあります Swift Package Managerはパッケージを管理するためのツールでコマンドラインから呼び出してコードをビルドテスト実行できます SwiftパッケージはXcodeや VS Codeを使って作業することもできます例えばHTTPサーバの作成などという特定のタスクを達成するためのライブラリを探しているなら Swift Package Indexでそれを実現するオープンソースのSwiftパッケージを見つけることができます後でいくつかのオープンソースパッケージを使ってサーバとコマンドラインユーティリティを構築していきますコードに戻りましょうここまでに記述したものをパッケージに再構成しましたパッケージ内の最初のモジュールはソーシャルグラフデータモデルを含むライブラリモジュールですライブラリにはテストも付属しています以前に定義したエラーenumとUser構造体はそれぞれ独自のファイルに移動しました User構造体を確認してみましょういくつかの変更を加えたことがわかると思います構造体とその多くのメンバーには public修飾子が付いているためライブラリ外部のコードから扱えるようになっています publicは Swiftで利用できる複数のアクセスコントロールレベルの1つです他にprivate、internal packageのレベルがあります privateとマークされた宣言には同じファイル内のコードからのみアクセスできます internal宣言は同じモジュール内の他のコードからのみアクセスできます Swiftではアクセスレベルを指定しない場合常に暗黙的にinternalが使用されます package宣言は同じパッケージ内の他のモジュールからアクセスできますそしてpublic宣言も他のあらゆるモジュールからアクセス可能ですここまで値型の話だけをしてきましたが場合によっては共有のミュータブルステートを表現する必要がありますそのため Swiftにはクラスなどの参照型があります後でソーシャルグラフデータモデルを保存するHTTPサーバを構築しますそのサーバは友達の追加や友達リストの作成などというアクションを実行するリクエストに応答する必要がありますリクエストが届いたらそれを処理するコードではユーザーのコレクションにアクセスするため抽象化を使用する必要がありますそのコレクションは複数のリクエストで共有／変更される必要があるので参照型を使ってカプセル化しなければなりませんそれではより簡単な例を使ってクラスを詳しく見ていきましょうオブジェクト指向言語でプログラミングをしたことがあれば Swiftのクラスは馴染みがあるでしょうクラスは単一継承をサポートしていますこの例では Catクラスがそのsuperclass Petから継承されています superclassのメソッドは subclassのメソッドでオーバーライドできますそして subclassから superclassへの型変換やその逆も想定通りに動作します Swiftはメモリを自動的に管理します参照型については Swiftには自動参照カウントと呼ばれる機能がありますバックグラウンドではコンパイラがオブジェクトに対する参照がある限りそのオブジェクトが存在し続けることを保証しますこれは参照カウントを増減することで実現しています参照がなくなるとオブジェクトは直ちに解放されます自動参照カウントは予測可能でありパフォーマンスに優れていますしかし循環参照が発生するとオブジェクトが解放されないという問題がありますこちらに Pet配列を持つ Ownerクラスがあります PetクラスにはOwnerへの戻り参照がありこれが循環参照を作り出していますこの循環を解消するために弱い参照を使ってOwnerの参照カウントの増加を避けることができます ownerプロパティを弱い参照にするとオプショナル型になります Ownerインスタンスが Petより先に解放されるとこのプロパティはnilになります先ほど Swiftでは値型が重視されると言いましたがクラスも重要な役割を担っています変更可能な状態を共有したい場合やアイデンティティを持つオブジェクトや継承が必要な場合そのジョブにはクラスが適しています多くのオブジェクト指向言語では継承がポリモーフィズムの主なメカニズムになっていますしかしSwiftではプロトコルによるより一般的な方法で抽象化を構築できますそしてその方法は値型と参照型の両方で問題なく機能しますプロトコルとは型の抽象的な要件を集めたものですすべての要件を実装することで型がプロトコルに準拠していると宣言できますこの例では StringIdentifiableは 1つの要件を持つプロトコルです User型はプロパティ識別子の実装を Extensionで提供することで StringIdentifiableに準拠しています Extensionは私のお気に入りの Swift機能の1つです Extensionを使うとメソッドプロパティプロトコルの準拠をあらゆる型に追加できますその型がどこで定義されているかは問いません Swift標準ライブラリのコレクション型はプロトコルを使用して抽象化できる型のファミリーのよい例です Swiftのコレクション型である ArrayやDictionaryを見てきましたが他にもあります Setはユニークな要素の順序なしリストを表す別の種類のコレクションです文字列もSwiftではコレクションです Unicode文字のリストを含んでいるからです Collectionに準拠しているすべての型はいくつかの共通の機能を備えています例えば forループを使用して Collectionに準拠している型の内容をイテレートすることができますまたインデックスを使ってコレクションの要素にアクセスできます Swift標準ライブラリには任意のCollectionで使用できる様々な標準アルゴリズムの実装が付属しています map filter reduceのようなアルゴリズムは関数型プログラミングを扱ったことがある方には馴染みがあるでしょう Swiftにはクロージャの特別な省略記法もありそれを使えば特にこれらのアルゴリズムをすっきりと使用できますパラメータを明示的に名付けないクロージャではドル記号で始まる変数が匿名でパラメータを表すため簡潔なコードが記述しやすくなっていますでは Swiftのコレクションアルゴリズムを使ってみましょう私のサーバには友達の友達を表示することで知り合いかもしれない人を見つけ出す機能を持たせる予定ですコレクションアルゴリズムを使うとこのユーザーの集合を計算できますこちらがUserStoreクラスですこのクラスはユーザーの辞書をカプセル化しておりユーザー名でユーザーを検索するいくつかの既存メソッドも持っていますここに friendsOfFriendsをクエリするメソッドを追加しますまず元のユーザーを検索する必要があります次に元のユーザーとその友達のユーザー名を含む Setを作成しますこのSetには結果から除外したいユーザー名が含まれています次に関数型プログラミングを使ってこのメソッドの結果を構築しますまず友達のユーザー名を User構造体のインスタンスにマッピングしてその友達にアクセスできるようにします compactMapを使ってそれぞれの友達のUser構造体を検索し nilであるUserを削除します次にそのユーザーの友達の友達をすべて集めます
flatMapはこれらの友達リストを新しい配列に連結します最後に元のユーザーとその友達を除外する必要があります filterは除外するセットに含まれているユーザー名を削除しますこれでほぼ完了ですがこの結果には1つ問題があります重複したユーザー名が含まれている可能性があるのです標準ライブラリには結果を取得してユニークな要素のみを返すアルゴリズムはありませんがジェネリクスを使うとそれを自分で簡単に実装できます Collectionを拡張して uniquedというメソッドを追加します uniquedの実装はシンプルですまずコレクションの内容を含むSetを作成しそのSetを変換して配列に戻しますこれだけではうまくいきません Set型は格納される要素が Hashableプロトコルに準拠していることを要求するからですこれは当然です Setは値を効率的に格納するためハッシュ化に依存しているからですこの要件を満たすため ExtensionをCollectionに制限し要素がHashableに準拠しているコレクションだけにしますこれでuniquedを呼び出せば完了です
わずか数行のコードで任意のCollection型に適用できる便利なアルゴリズムを構築できました Swiftプロトコルの柔軟性のおかげで uniquedメソッドを持つ型のセットは特定のクラスの階層に限定されませんプロトコルとジェネリクスを使えばさらに多くのことができます興味があれば「Embrace Swift generics」と「Design protocol interfaces in Swift」をご視聴ください HTTPサーバの構築に進む前に Swiftのもう1つの重要な概念である並行処理についてお話ししたいと思います Swiftの並行処理の基本単位はTaskですこれは独立した並行実行コンテキストを表します Taskは軽量なので多くのTaskを作成できます Taskの完了を待ってその結果を取得することも不要になったTaskをキャンセルすることもできます Taskは並行して実行できるためサーバが受け取るHTTPリクエストの処理に最適です Taskの実行時には非同期操作が行われることがありますディスクからの読み取りや別のサービスへのメッセージ送信と応答待ちなどです Taskは非同期操作の完了を待つ間一時停止して CPUを他の作業中のTaskに譲ります Swiftではasync/await構文を使用してコードでのTaskの一時停止をモデル化します一時停止する可能性のある関数は asyncキーワードでマークされます async関数が呼び出されると awaitキーワードを使用してその行で一時停止が発生する可能性があることが示されます Swiftの並行処理機能をサーバで活用してみましょう以前に取り組んでいたパッケージの開発を続けるためサーバ開発環境のVSCodeを使用しますサーバ用の新しいターゲットを作成してパッケージを更新しましたこれはオープンソースの HTTPサーバフレームワークである Hummingbirdに依存しています Hummingbirdはリクエストのリスニングとレスポンスの送信を処理してくれるので自分はアプリのロジックに集中することができます接続のリスニングを開始するため最小限のコードを記述しましたがまだリクエストを行うことはできませんリクエストハンドラには UserStoreへの参照が必要です便宜上リクエスト間で共有するために UserStoreを拡張して静的インスタンスを追加しますこのコードには問題があるようですグローバルなUserStore変数にアクセスするとデータ競合が発生する可能性があります UserStoreはSendableではないからですその意味を掘り下げていきましょうサーバが同時に 2つのリクエストを受け取ったとします最初のリクエストに関連付けられたタスクはユーザーを検索しなければならずもう一方のタスクは新しいユーザーを作成している最中です UserStoreは共有される変更可能な状態であるためこれらのタスクは異なるスレッドで同じメモリにアクセスする可能性がありますこれはデータ競合でありクラッシュや予測不能な動作を引き起こす可能性がありますコードでデータ競合を回避することは重要ですそのため Swift 6言語モードではプログラムのデータ競合の安全性がコンパイル時に完全に検証されますデータ競合の安全性を確保するには 1つの方法として並行処理ドメイン間で共有される値が Sendableであることを要求します Sendableな値とは並行アクセスからその状態を保護する値です例えばある型がSendableと認定されるのは変更可能な状態を読み書きする際にロックを取得する場合です UserStoreグローバル変数が安全でないとコンパイラが通知したのは UserStoreがSendableでないことを認識したためです UserStoreをSendableにするため手動で同期を追加することもできますが Swiftにはアクターと呼ばれるより便利な機能がありますアクターはクラスに似ており参照型で共有される変更可能な状態をカプセル化できますしかしアクターはアクセスを直列化することで状態を自動的に保護しますアクターでは 1つのTaskのみ同時に実行することを許可されますアクターのコンテキスト外からのアクターメソッドの呼び出しは非同期になりますこれでこのエラーが何を意味するか少し理解できたと思います UserStoreをアクターにすることで並行アクセスを安全にすることができます
これでアクセスが同期されエラーはなくなりました次に HTTPリクエストハンドラの作成に移りましょう friendsOfFriendsルートを追加しますこれはユーザー名を引数に取り文字列の配列を返すものですハンドラはHummingbirdが独立したTaskで実行するクロージャです UserStoreはアクターでありそこにはこのクロージャ内の異なる並行処理ドメインからアクセスするのでアクセスは非同期になり awaitキーワードの使用が求められます
ではサーバにcurlでリクエストを送信してハンドラを簡単にテストしてみましょう
想定通りのレスポンスが返ってきました Swift 6の完全なデータ競合保護のおかげでサーバが正しく並行処理を行っていると自信を持つことができますここではSwiftでの並行コード作成の基本事項として Taskや async/await アクターなどを説明してきましたが他にもまだまだあります出発点として「Explore structured concurrency in Swift」をご参照ください
Swiftの機能に関するここでの最終カテゴリは言語の拡張に関するものですこのパワフルな機能は多くの場合ライブラリの作者が表現力豊かで型安全な APIを構築しアプリの定型コードを排除するために使われます最初の機能はプロパティラッパーですこれらのラッパー型は格納された値を管理するロジックをカプセル化しますプロパティの読み書きの呼び出しをインターセプトすることで簡単な注釈でプロパティに適用できる再利用可能なロジックが実装されますこの例では swift-argument-parserパッケージの Argumentプロパティラッパーが usernameプロパティに適用されています Argumentラッパーはプロパティがコマンドライン引数の値を格納することを示しますこれを実際に見てみましょうコマンドラインユーティリティのためパッケージに新規ターゲットを作成しました新しいターゲットは ArgumentParserパッケージに依存しておりこれをコマンドライン引数の解析に使用しますメインファイルには AsyncParsableCommandに準拠する型がありツールが受け入れる引数のトップレベル構成を提供します
これを実際に見てみましょう
Argument parserにより私のツールの整形済みのヘルプメッセージが生成されましたしかし現在のところツールではただこの説明が表示されるだけですこれを変更し最初のサブコマンドを追加してみましょう新しい構造体を作成することから始めますこれはAsyncParsableCommandに準拠していますこのコマンドはユーザーのために友達の友達をリクエストするものですこれは先ほど構築したサーバルートを使用しますこれをサブコマンドとして登録する必要がありますこのコマンドは1つの引数つまりユーザー名を取り Argumentプロパティラッパーでそのプロパティに注釈を付けています次に runメソッドの実装を埋める必要がありますこのツールが送信するHTTPリクエストをカプセル化するために作成した Requestユーティリティを利用しますこれはコマンドの相対パスレスポンスで期待されるデータの種類そして辞書形式のいくつかの引数で初期化されますこれはHTTPのget操作なので getメソッドを呼び出すことでリクエストを実行しますこのメソッドがネットワークリクエストを送信しレスポンスを待つ間現在のTaskは一時停止されるためこのメソッドは非同期になりますそれでは実行してみましょう
ユーザー名の指定を忘れたようです Argument parserは自動的に不足している引数について説明した有益な出力を生成していますもう一度実行して Aliceを指定した場合のレスポンスを確認しましょう
素晴らしいコマンドは正常に動作しています Argumentプロパティラッパーのおかげでツールのコマンド作成が非常に簡単になりましたこれはSwiftで作成できる表現力豊かなAPIの良い例ですライブラリデベロッパが活用できるもう一つの言語ツールは Result Buildersです Result Buildersを使用すると複雑な値を宣言的に表現できます Result Builder APIはクロージャを受け取りその中で特別な軽量構文を使って結果の値を段階的に構築しますこの機能はネイティブUIフレームワークやウェブページジェネレータなどの構築に使用されています Swift標準ライブラリでは Regex Builderがこの機能を利用して簡潔な表現の代わりに使用できる読みやすい正規表現の文字列を提供していますプロパティラッパーと Result Buildersに加えてマクロも非常に柔軟なツールですマクロはコンパイラプラグインとして機能するSwiftコードで構文ツリーを入力として受け取り変換されたコードを出力として返します Result Buildersについてさらに詳しくは「Write a DSL in Swift using result builders」をご覧くださいまたマクロについては「Expand on Swift macros」をご覧くださいこれでSwiftの簡単な説明を終わりにしますこの言語を初めて使う人もすでにしばらく使っている人もここで学んだことを活用して Swiftのユニークな機能を使って楽しみながら素晴らしいものを作成してもらえれば幸いですコードを書く際は最適なツールを選ぶ機会を探してみてください例えばクラスではなく値型でモデル化を行ったりジェネリクスを使ってアルゴリズムを完全に一般化したりアクターを使ってデータ競合を解消したりするのです Swiftには洗練されたパワフルなコードを書くためのツールがすべて揃っていますご覧いただきありがとうございました WWDCを存分にお楽しみください

1:49 - Integer variables
```
var x: Int = 1
var y: Int = x
x = 42
y
```

struct User {
    let username: String
    var isVisible: Bool = true
    var friends: [String] = []
}

var alice = User(username: "alice")
alice.friends = ["charlie"]

var bruno = User(username: "bruno")
bruno.friends = alice.friends

alice.friends.append("dash")
bruno.friends

3:05 - User struct error handling

struct User {
    let username: String
    var isVisible: Bool = true
    var friends: [String] = []

    mutating func addFriend(username: String) throws {
        guard username != self.username else {
            throw SocialError.befriendingSelf
        }
        guard !friends.contains(username) else {
            throw SocialError.duplicateFriend(username: username)
        }
        friends.append(username)
    }
}

enum SocialError: Error {
    case befriendingSelf
    case duplicateFriend(username: String)
}

var alice = User(username: "alice")
do {
    try alice.addFriend(username: "charlie")
    try alice.addFriend(username: "charlie")
} catch {
    error
}

var allUsers = [
    "alice": alice
]

func findUser(_ username: String) -> User? {
    allUsers[username]
}

if let charlie = findUser("charlie") {
    print("Found \(charlie)")
} else {
    print("charlie not found")
}

let dash = findUser("dash")!

11:01 - SocialGraph package manifest

// swift-tools-version: 6.0

import PackageDescription

let package = Package(
    name: "SocialGraph",
    products: [
        .library(
            name: "SocialGraph",
            targets: ["SocialGraph"]),
    ],
    dependencies: [
      .package(url: "https://github.com/apple/swift-testing.git", branch: "main"),
    ],
    targets: [
        .target(
            name: "SocialGraph"),
        .testTarget(
            name: "SocialGraphTests",
            dependencies: [
                "SocialGraph",
                .product(name: "Testing", package: "swift-testing"),
            ]),
    ]
)

11:12 - User struct

/// Represents a user in the social graph.
public struct User: Equatable, Hashable {
    /// The user's username, which must be unique in the service.
    public let username: String

    /// Whether or not the user should be considered visible
    /// when performing queries.
    public var isVisible: Bool

    /// The usernames of the user's friends.
    public private(set) var friends: [String]

    public init(
        username: String,
        isVisible: Bool = true,
        friends: [String] = []
    ) {
        self.username = username
        self.isVisible = isVisible
        self.friends = friends
    }

    /// Adds a username to the user's list of friends. Throws an
    /// error if the username cannot be added.
    public mutating func addFriend(username: String) throws {
        guard username != self.username else {
            throw SocialError.befriendingSelf
        }
        guard !friends.contains(username) else {
            throw SocialError.alreadyFriend(username: username)
        }
        friends.append(username)
    }
}

12:36 - Classes

class Pet {
    func speak() {}
}

class Cat: Pet {
    override func speak() { print("meow") }

    func purr() { print("purr") }
}

let pet: Pet = Cat()
pet.speak()

if let cat = pet as? Cat {
    cat.purr()
}

12:59 - Automatic reference counting

class Pet {
    var toy: Toy?
}

class Toy {}

let toy = Toy()
let pets = [Pet()]

// Give toy to pets
for pet in pets {
    pet.toy = toy
}

// Take toy from pets
for pet in pets {
    pet.toy = nil
}

13:26 - Reference cycles

class Pet {
    weak var owner: Owner?
}

class Owner {
    var pets: [Pet]
}

14:20 - Protocols

protocol StringIdentifiable {
    var identifier: String { get }
}

extension User: StringIdentifiable {
    var identifier: String {
        username
    }
}

15:21 - Common capabilities of Collections

let string = "🥚🐣🐥🐓"
for char in string {
    print(char)
}
// => "🥚" "🐣" "🐥" "🐓"

print(string[string.startIndex])
// => "🥚"

15:31 - Collection algorithms

let numbers = [1, 4, 7, 10, 13]

let numberStrings = numbers.map { number in
    String(number)
}
// => ["1", "4", "7", "10", "13"]

let primeNumbers = numbers.filter { number in
    number.isPrime
}
// => [1, 7, 13]

let sum = numbers.reduce(0) { partial, number in
    partial + number
}
// => 35

15:45 - Collection algorithms with anonymous parameters

let numbers = [1, 4, 7, 10, 13]

let numberStrings = numbers.map { String($0) }
// => ["1", "4", "7", "10", "13"]



let primeNumbers = numbers.filter { $0.isPrime }
// => [1, 7, 13]



let sum = numbers.reduce(0) { $0 + $1 }
// => 35

16:13 - Friends of friends algorithm

/// An in-memory store for users of the service.
public class UserStore {
    var allUsers: [String: User] = [:]
}

extension UserStore {
    /// If the username maps to a User and that user is visible,
    /// returns the User. Returns nil otherwise.
    public func lookUpUser(_ username: String) -> User? {
        guard let user = allUsers[username],
              user.isVisible else {
            return nil
        }
        return user
    }

    /// If the username maps to a User and that user is visible,
    /// returns the User. Otherwise, throws an error.
    public func user(for username: String) throws -> User {
        guard let user = lookUpUser(username) else {
            throw SocialError.userNotFound(username: username)
        }
        return user
    }

    public func friendsOfFriends(_ username: String) throws -> [String] {
        let user = try user(for: username)
        let excluded = Set(user.friends + [username])
        return user.friends
            .compactMap { lookUpUser($0) }      // [String] -> [User]
            .flatMap { $0.friends }             // [User] -> [String]
            .filter { !excluded.contains($0) }  // drop excluded
            .uniqued()
    }
}

extension Collection where Element: Hashable {
    func uniqued() -> [Element] {
        let unique = Set(self)
        return Array(unique)
    }
}

19:23 - async/await

/// Makes a network request to download an image.
func fetchUserAvatar(for username: String) async -> Image {
    // ...
}

let avatar = await fetchUserAvatar(for: "alice")

19:43 - Server

import Hummingbird
import SocialGraph

let router = Router()

extension UserStore {
    static let shared = UserStore.makeSampleStore()
}

let app = Application(
    router: router,
    configuration: .init(address: .hostname("127.0.0.1", port: 8080))
)

print("Starting server...")
try await app.runService()

20:20 - Data race example

// Look up user
let user = allUsers[username]

// Store new user
allUsers[username] = user

// UserStore
var allUsers: [String: User]

22:24 - Server with friendsOfFriends route

import Hummingbird
import SocialGraph

let router = Router()

extension UserStore {
    static let shared = UserStore.makeSampleStore()
}

router.get("friendsOfFriends") { request, context -> [String] in
    let username = try request.queryArgument(for: "username")
    return try await UserStore.shared.friendsOfFriends(username)
}

let app = Application(
    router: router,
    configuration: .init(address: .hostname("127.0.0.1", port: 8080))
)

print("Starting server...")
try await app.runService()

23:27 - Property wrappers

struct FriendsOfFriends: AsyncParsableCommand {
    @Argument var username: String

    mutating func run() async throws {
        // ...
    }
}

23:57 - SocialGraph command line client

import ArgumentParser
import SocialGraph

@main
struct SocialGraphClient: AsyncParsableCommand {
    static let configuration = CommandConfiguration(
        abstract: "A utility for querying the social graph",
        subcommands: [
            FriendsOfFriends.self,
        ])
}

struct FriendsOfFriends: AsyncParsableCommand {
    @Argument(help: "The username to look up friends of friends for")
    var username: String

    func run() async throws {
        var request = Request(command: "friendsOfFriends", returning: [String].self)
        request.arguments = ["username" : username]
        let result = try await request.get()
        print(result)
    }
}

26:07 - Result builders

import RegexBuilder

let dollarValueRegex = Regex {  // Equivalent to "\$[0-9]+\.[0-9][0-9]"
    "$"
    OneOrMore(.digit)
    "."
    Repeat(.digit, count: 2)
}

特定のトピックをお探しの場合は、上にトピックを入力すると、関連するトピックにすばやく移動できます。

クエリの送信中にエラーが発生しました。インターネット接続を確認して、もう一度お試しください。

関連する章

リソース

関連ビデオ

WWDC23

WWDC22

WWDC21