昨天我們輕鬆地掌握了 Swift 的基礎。但今天的目標不是「精通」，而是勇敢地面對它們，並借助我們的 AI 家教，嘗試理解它們是什麼、為什麼存在，以及最基本的用法。

挑戰難關前，先備好官方地圖

面對困難的主題，我們更需要官方文件來作為最終的參照。這能確保我們不會被 AI 或網路上的各種說法帶偏。

• 官方聖經：《The Swift Programming Language》
• 本日地圖：對應章節
  • The Basics (基礎): 官方連結 (Optional 的概念藏在這裡)
  • Functions (函式): 官方連結
  • Closures (閉包): 官方連結
• 我常看的中文資源：Swift.gg 中文翻譯

Optional (?)

• 困惑點：在 Day 2，我們知道變數是用來存值的。但為什麼要設計一個『可能沒有值』的變數？這不是自找麻煩嗎？一個問號 ? 到底代表什麼？

• AI 協作

  • 我的 Prompt：請用一個簡單的生活比喻，簡單解釋 Swift 的 Optional 是什麼，以及為什麼它很重要？

  AI的回答：

  生活比喻：查詢「附近有沒有咖啡廳？」

  想像你用地圖 App 查詢「我附近最近的咖啡廳」。這時有兩種可能的結果：

  1. 找到了：App 回傳給你一家咖啡廳的資訊（店名、地址、距離）。
  2. 找不到：你可能在深山或沙漠，附近真的沒有任何咖啡廳。App 回傳「無結果」。

  在 Swift 的世界裡：

  • Optional 就是那個「查詢結果」。它是一個容器，代表著「一個可能存在、也可能不存在的答案」。
  • 有值 (Value) 就是 App 找到了「星巴克，在 100 公尺外」。
  • nil 就是 App 回傳的「無結果」。

  // 註解：一個用來存放查詢結果的容器，結果可能是咖啡廳的名字(String)，也可能沒有(nil)。
  var nearestCafe: String?
  
  // 情況一：找到了
  nearestCafe = "星巴克"
  
  // 情況二：沒找到
  nearestCafe = nil
  

  你不能直接假設一定有咖啡廳然後就直接動身前往，因為你可能會撲空。你必須先確認查詢結果。

  ---

  為什麼這個「查詢結果」很重要？

  核心原因：為了避免「白跑一趟」的窘境，也就是程式的「閃退 (Crash)」。

  1. 現實中的問題：在沒有 Optional 概念的舊時代，程式碼會很天真地「假設」一定能查到咖啡廳。如果結果是「無結果」(nil)，但程式下一步卻要「取得咖啡廳的地址並導航」，因為根本沒有地址，程式就會因為指令衝突而崩潰閃退。這是軟體中最常見的錯誤之一。

  2. Swift 的解決方案：Swift 語言強制規定，任何一個 Optional 的「查詢結果」，你都必須先檢查它是不是 nil，然後才能使用裡面的值。

     它強迫你思考：「如果找不到咖啡廳，我該怎麼辦？」

     • 是顯示「附近沒有咖啡廳」的提示？
     • 還是擴大搜尋範圍再找一次？

     這種「被強迫的深思熟慮」發生在程式編寫階段，而不是等到使用者用到一半，App 突然閃退造成糟糕的體驗。

  總結來說，Optional 的重要性在於：

  它是一種編譯時期的安全契約。透過在變數型別加上一個 ?，它明確地告訴開發者：「這個值不保證存在，請務必做好它不存在時的應對方案！」

  這個設計從根本上提升了程式碼的健壯性 (Robustness) 和安全性 (Safety)，將最常見的執行期錯誤（因空值引發的閃退）轉化為編譯時期的語法檢查，讓開發者寫出更可靠的程式。

  • 我的理解是Swift 的 Optional 透過強制開發者在編譯時期就必須處理「值可能不存在」的情況，從根本上避免了因空值 (nil) 而導致的程式閃退，這真的很重要，以後可能會很常用到。

函式 (Function)

• 困惑點：在什麼時候需要把程式碼包成一個『函式』？

• AI協作：

  • 我的Prompt：簡單說明在Swift中函式扮演得角色

  AI的回答

  好的，簡單來說，在 Swift 中，函式扮演著程式的「基本建構單位 (Building Block)」與「可重複使用的工具」這兩個核心角色。

  您可以把每一個函式想像成一個功能單一的迷你工廠：

  • 您給它一些原料（輸入的參數）。
  • 它依照設定好的生產線（函式內的程式碼）進行加工。
  • 最後產出一個成品（輸出的回傳值）。

  它的主要目的，就是將一個龐大、複雜的程式，拆解成許多個目標明確、可管理、可重複呼叫的小任務，藉此大幅提升程式碼的組織性、可讀性與可維護性。

  • 我的理解是函式就是把常用的功能打包起來，取個名字。以後需要時，直接呼叫它的名字就好。這讓程式碼可重複使用、更易於管理。

閉包 (Closure)

• 困惑點：我承認，這個部分我真的卡了最久。我看到很多程式碼裡有一對 {}，裡面直接就是程式，它沒有名字，還能被當成參數傳來傳去。這完全超出了我的理解範圍。

• AI 協作

  • 我的 Prompt：簡單解釋 Swift 的閉包是什麼？它和函式到底是什麼關係？

  AI的回答

  好的，這是一個 Swift 中非常核心且強大的概念。我們用一個簡單的比喻來拆解它。

  什麼是閉包 (Closure)？

  簡單來說，閉包就像一張「可以隨身攜帶的指令便條紙」。

  這張便條紙有兩個特點：

  1. 寫著要做的事：上面寫著一組指令（也就是一段程式碼）。
  2. 記得寫下時的周遭事物：如果寫便條紙時，旁邊有一杯「紅茶」，便條紙上寫著「喝掉桌上的飲料」，那無論你把這張紙帶到哪裡，它都記得當初要喝掉的是那杯「紅茶」。

  這個「記得周遭事物」的特性，在程式中稱為「捕獲 (Capture)」其上下文 (Context) 中的常數或變數。即使定義閉包的原始作用域已經不存在了，它依然能存取和操作當初被它「捕獲」的變數。

  
  func createAGreeter() -> () -> Void {
      // 註解：定義一個在函式內的變數
      let name = "路人甲"
  
      // 註解：這就是閉包，像一張「待辦事項」的便條紙
      // 它被回傳出去後，依然「記得」外面的 name 是 "路人甲"
      // 這就是「捕獲」
      let greeter = {
          print("你好, \(name)!")
      }
  
      return greeter
  }
  
  // 註解：取得這張便條紙 (閉包)
  let savedGreeter = createAGreeter()
  
  // 註解：createAGreeter 函式已經執行完畢，照理說 name 變數應該消失了
  // 但因為被閉包捕獲了，所以我們執行便條紙上的指令時，它依然有效
  savedGreeter() // 會印出：你好, 路人甲!
  

  ---

  它和函式 (Function) 到底是什麼關係？

  這是一個非常好的問題，答案是：

  函式，其實就是閉包的一種「特例 (special case)」。

  你可以這樣理解它們的關係：

  • 閉包 (Closure)：是一個更通用、更根本的概念。它是指任何可以捕獲其環境的、可執行的程式碼區塊。
  • 函式 (Function)：是一種有名字、且通常不捕獲任何周遭值的閉包。

  在 Swift 中，函式與閉包都是「一級公民 (First-Class Citizens)」，代表它們可以：

  • 被指派給一個變數或常數。
  • 當作參數傳遞給另一個函式。
  • 作為一個函式的回傳值。

  關係展示

  
  // --- 1. 函式 (有名字的閉包) ---
  func double(number: Int) -> Int {
      return number * 2
  }
  
  // --- 2. 閉包 (匿名的閉包) ---
  let triple = { (number: Int) -> Int in
      return number * 3
  }
  
  // --- 3. 兩者皆可當作參數傳遞 ---
  
  // 註解：定義一個接收「(Int) -> Int」這種 "形狀" 的閉包或函式作為參數的函式
  func operate(on number: Int, by operation: (Int) -> Int) -> Int {
      return operation(number)
  }
  
  // 註解：傳入一個「函式」
  let resultFromFunction = operate(on: 10, by: double) // 結果是 20
  
  // 註解：傳入一個「閉包」
  let resultFromClosure = operate(on: 10, by: triple)  // 結果是 30
  
  // 註解：甚至可以直接在呼叫時，當場寫一個閉包傳入 (Trailing Closure 語法)
  let resultFromInlineClosure = operate(on: 10) { number in
      return number * 4
  } // 結果是 40
  
  print("函式運算結果: \(resultFromFunction)")
  print("閉包運算結果: \(resultFromClosure)")
  print("行內閉包運算結果: \(resultFromInlineClosure)")
  

  一句話總結

  閉包是一個能「捕獲」周遭環境變數的獨立程式碼區塊，而函式則是一種有名字、方便重複呼叫的閉包特例。

  • 我個人的心得是，閉包一開始要花點時間硬啃，但可以像我一樣，把官方文件當字典，把 AI 當家教，一邊問一邊學。如果能打開 Xcode 親手試試看，效果會更好！

今天真的是一場硬仗。Optional 像一個貼心的提醒，函式像一個方便的工具，而閉包...則像一門深奧的魔法，我感覺自己也才會一半而已QQ

連續兩天高強度的語法學習後，明天我們終於可以放鬆一下，從具體的程式碼中抽離，聊一些更「軟」但同樣重要的事：如何建立良好的開發習慣，並將我們的 AI 夥伴調教成一位更稱職的學習家教。