はじめに

謝辞

増補改訂第3版での更新点

サポートページ

第1章　Swiftはどのような言語か

1.1
言語の特徴

• 静的型付き言語
• nilの許容性をコントロール可能
• 型推論による簡潔な記述
• ジェネリクスによる汎用的な記述
• Objective-Cと連携可能

1.2
開発環境

• ツールチェインのインストール
  • macOS
  • Linux
• ライブラリ
  • 標準ライブラリ ── 言語の一部となるライブラリ
  • コアライブラリ ── 高機能な汎用ライブラリ
• 開発ツール
  • Swift Package Manager ── パッケージ管理ツール
  • LLDB ── デバッグツール

1.3
プログラムの実行方法

• コマンドラインによる実行方法
  • REPLによるインタラクティブな実行
  • 単一ファイルのプログラムの実行
  • 複数のファイルから構成されるプログラムの実行
• Xcodeにおける実行方法
  • Playgroundによるインタラクティブな実行
  • 複数のファイルから構成されるプログラムの実行

1.4
本書のサンプルコードの実行方法

1.5
命名規則

• 名前に使用可能な文字
• 単語の区切り方
• 単語の選び方

1.6
本書の構成

1.7
まとめ

第2章　変数と定数と式

2.1
変数と定数による値の管理

2.2
変数と定数の基本

• 宣言方法
• 値の代入方法
  • 代入可能な値
  • 代入による型推論
  • 定数への再代入
• 値の利用方法
  • 初期化前の変数や定数の利用
• 型の確認方法

2.3
スコープ ── 名前の有効範囲

• ローカルスコープ ── 局所的に定義されるスコープ
• グローバルスコープ ── プログラム全体から参照できるスコープ
• スコープの優先順位

2.4
式の組み立て

• 値の返却のみを行う式
  • 変数や定数の値を返却する式
  • リテラル式 ── 値をプログラムに直接表記する式
  • メンバー式 ── 型のメンバーにアクセスする式
  • クロージャ式 ── 呼び出し可能な処理を定義する式
• 演算を行う式
  • 算術演算子 ── 算術を行う演算子
  • 符号演算子 ── 数値の符号を指定する演算子
  • 否定演算子 ── 論理値の反転を行う演算子
• 処理を呼び出す式
  • 関数を呼び出す式
  • イニシャライザを呼び出す式

2.5
まとめ

第3章　基本的な型

3.1
型による値の表現

3.2
Bool型 ── 真理値を表す型

• 真理値リテラル
• 論理演算
  • 否定
  • 論理積
  • 論理和

3.3
数値型 ── 数値を表す型

• 数値リテラル
• 数値型の種類
  • 整数型
  • 浮動小数点型
• 数値型どうしの相互変換
• 数値型の操作
  • 比較
  • 算術
  • Foundationによる高度な操作

3.4
String型 ── 文字列を表す型

• 文字列リテラル
  • 特殊文字の表現
  • 文字列リテラル内での値の展開
  • 複数行の文字列リテラル
• 数値型との相互変換
• String型の操作
  • 比較
  • 結合
  • Foundationによる高度な操作

3.5
Optional<Wrapped>型 ── 値があるか空のいずれかを表す型

• Optional<Wrapped>型の2つのケース ── 値の不在を表す.noneと、値の存在を表す.some
  • 型推論
• Optional<Wrapped>型の値の生成
  • nilリテラルの代入による.noneの生成
  • イニシャライザによる.someの生成
  • 値の代入による.someの生成
• Optional<Wrapped>型のアンラップ ── 値の取り出し
  • オプショナルバインディング ── if文による値の取り出し
  • ??演算子 ── 値が存在しない場合のデフォルト値を指定する演算子
  • 強制アンラップ ── !演算子によるOptional<Wrapped>型の値の取り出し
• オプショナルチェイン ── アンラップを伴わずに値のプロパティやメソッドにアクセス
• map(_:)メソッドとflatMap(_:)メソッド ── アンラップを伴わずに値の変換を行うメソッド
• 暗黙的にアンラップされたOptional<Wrapped>型
• 値の取り出し方法の使い分け

3.6
Any型 ── 任意の型を表す型

• Any型への代入による型の損失

3.7
タプル型 ── 複数の型をまとめる型

• 要素へのアクセス
  • インデックスによるアクセス
  • 要素名によるアクセス
  • 代入によるアクセス
• Void型 ── 空のタプル

3.8
型のキャスト ── 別の型として扱う操作

• アップキャスト ── 上位の型として扱う操作
• ダウンキャスト ── 下位の型として扱う操作
• 型の判定

3.9
値の比較のためのプロトコル

• Equatableプロトコル ── 同値性を検証するためのプロトコル
  • Comparableプロトコル ── 大小関係を検証するためのプロトコル

3.10
まとめ

第4章　コレクションを表す型

4.1
値の集まりの表現

4.2
Array<Element>型 ── 配列を表す型

• 配列リテラル
  • 型推論
  • 要素にできる型
• Array<Element>型の操作
  • 要素へのアクセス
  • 要素の更新、追加、結合、削除

4.3
Dictionary<Key, Value>型 ── 辞書を表す型

• 辞書リテラル
  • 型推論
  • キーと値にできる型
• Dictionary<Key, Value>型の操作
  • 値へのアクセス
  • 値の更新、追加、削除

4.4
範囲型 ── 範囲を表す型

• 範囲演算子 ── 範囲を作る演算子
  • ..<演算子 ── 末尾の値を含まない範囲を作る演算子
  • ...演算子 ── 末尾の値を含む範囲を作る演算子
  • 型推論
  • 境界に使用可能な型
• 範囲型の操作
  • 境界の値へのアクセス
  • 値が範囲に含まれるかどうかの判定

4.5
コレクションとしてのString型

• Character型 ── 文字を表す型
• String.Index型 ── 文字列内の位置を表す型

4.6
シーケンスとコレクションを扱うためのプロトコル

• Sequenceプロトコル ── 要素への順次アクセス
  • forEach(_:)メソッド ── 要素に対して順次アクセスする
  • filter(_:)メソッド ── 要素を絞り込む
  • map(_:)メソッド ── 要素を変換する
  • flatMap(_:)メソッド ── 要素をシーケンスに変換し、それを1つのシーケンスに連結する
  • compactMap(_:)メソッド ── 要素を、失敗する可能性のある処理を用いて変換する
  • reduce(_:_:)メソッド ── 要素を1つの値にまとめる
• Collectionプロトコル ── サブスクリプトによる要素へのアクセス

4.7
まとめ

第5章　制御構文

5.1
プログラムの実行フローの制御

5.2
条件分岐

• if文 ── 条件の成否による分岐
  • 条件式に使用できる型
  • else節 ── 条件不成立時の処理
  • if-let文 ── 値の有無による分岐
• guard文 ── 条件不成立時に早期退出する分岐
  • guard文のスコープ外への退出の強制
  • guard文で宣言された変数や定数へのアクセス
  • if文との使い分け
• switch文 ── 複数のパターンマッチによる分岐
  • ケースの網羅性チェック
  • defaultキーワード ── デフォルトケースによる網羅性の保証
  • whereキーワード ── ケースにマッチする条件の追加
  • break文 ── ケースの実行の中断
  • ラベル ── break文の制御対象の指定
  • fallthrough文 ── switch文の次のケースへの制御の移動

5.3
繰り返し

• 繰り返し文の種類
  • for-in文 ── シーケンスの要素の列挙
  • while文 ── 継続条件による繰り返し
  • repeat-while文 ── 初回実行を保証する繰り返し
• 実行文の中断
  • break文 ── 繰り返しの終了
  • continue文 ── 繰り返しの継続
  • ラベル ── break文やcontinue文の制御対象の指定

5.4
遅延実行

• defer文 ── スコープ退出時の処理

5.5
パターンマッチ ── 値の構造や性質による評価

• パターンの種類
  • 式パターン ── ~=演算子による評価
  • バリューバインディングパターン ── 値の代入を伴う評価
  • オプショナルパターン ── Optional<Wrapped>型の値の有無を評価
  • 列挙型ケースパターン ── ケースとの一致の評価
  • is演算子による型キャスティングパターン ── 型の判定による評価
  • as演算子による型キャスティングパターン ── 型のキャストによる評価
• パターンマッチが使える場所
  • if文
  • guard文
  • for-in文
  • while文
  • do文のcatch節

5.6
まとめ

第6章　関数とクロージャ

6.1
処理の再利用

6.2
関数 ── 名前を持ったひとまとまりの処理

• 定義方法
• 実行方法
• 引数
  • 仮引数と実引数
  • 外部引数名と内部引数名
  • 外部引数名の省略
  • デフォルト引数 ── 引数のデフォルト値
  • インアウト引数 ── 関数外に変更を共有する引数
  • 可変長引数 ── 任意の個数の値を受け取る引数
  • コンパイラによる引数チェック
• 戻り値
  • 戻り値がない関数
  • コンパイラによる戻り値チェック
  • 暗黙的なreturn

6.3
クロージャ ── スコープ内の変数や定数を保持したひとまとまりの処理

• 定義方法
  • 型推論
• 実行方法
• 引数
  • 簡略引数名 ── 引数名の省略
• 戻り値
• クロージャによる変数と定数のキャプチャ
• 引数としてのクロージャ
  • 属性の指定方法
  • escaping属性 ── 非同期的に実行されるクロージャ
  • autoclosure属性 ── クロージャを用いた遅延評価
  • トレイリングクロージャ ── 引数のクロージャを()の外に記述する記法
• クロージャとしての関数
• クロージャ式を利用した変数や定数の初期化

6.4
まとめ

第7章　型の構成要素 ── プロパティ、イニシャライザ、メソッド

7.1
型に共通するもの

7.2
型の基本

• 定義方法
• インスタンス化の方法
• 型の内部でのインスタンスへのアクセス
• 型の内部での型自身へのアクセス

7.3
プロパティ ── 型に紐付いた値

• 定義方法
• 紐付く対象による分類
  • インスタンスプロパティ ── 型のインスタンスに紐付くプロパティ
  • スタティックプロパティ ── 型自身に紐付くプロパティ
• ストアドプロパティ ── 値を保持するプロパティ
  • プロパティオブザーバ ── ストアドプロパティの変更の監視
  • レイジーストアドプロパティ ── アクセス時まで初期化を遅延させるプロパティ
• コンピューテッドプロパティ ── 値を保持せずに算出するプロパティ
  • ゲッタ ── 値の返却
  • セッタ ── 値の更新
  • セッタの省略

7.4
イニシャライザ ── インスタンスの初期化処理

• 定義方法
• 失敗可能イニシャライザ ── 初期化の失敗を考慮したイニシャライザ
• コンパイラによる初期化チェック

7.5
メソッド ── 型に紐付いた関数

• 定義方法
• 紐付く対象による分類
  • インスタンスメソッド ── 型のインスタンスに紐付くメソッド
  • スタティックメソッド ── 型自身に紐付くメソッド
• オーバーロード ── 型が異なる同名のメソッドの定義
  • 引数によるオーバーロード
  • 戻り値によるオーバーロード

7.6
サブスクリプト ── コレクションの要素へのアクセス

• 定義方法
• セッタの省略
• オーバーロード ── 型が異なるサブスクリプトの定義

7.7
エクステンション ── 型の拡張

• 定義方法
• メソッドの追加
• コンピューテッドプロパティの追加
• イニシャライザの追加

7.8
型のネスト

• 定義方法

7.9
まとめ

第8章　型の種類 ── 構造体、クラス、列挙型

8.1
型の種類を使い分ける目的

8.2
値の受け渡し方法による分類

• 値型 ── 値を表す型
  • 変数と定数への代入とコピー
  • mutatingキーワード ── 自身の値の変更を宣言するキーワード
• 参照型 ── 値への参照を表す型
  • 値の変更の共有
• 値型と参照型の使い分け

8.3
構造体 ── 値型のデータ構造

• 定義方法
• ストアドプロパティの変更による値の変更
  • 定数のストアドプロパティは変更できない
  • メソッド内のストアドプロパティの変更にはmutatingキーワードが必要
• メンバーワイズイニシャライザ ── デフォルトで用意されるイニシャライザ
  • メンバーワイズイニシャライザのデフォルト引数

8.4
クラス ── 参照型のデータ構造

• 定義方法
• 継承 ── 型の構成要素の引き継ぎ
  • 定義方法
  • オーバーライド ── 型の構成要素の再定義
  • finalキーワード ── 継承とオーバーライドの禁止
• クラスに紐付く要素
  • クラスプロパティ ── クラス自身に紐付くプロパティ
  • クラスメソッド ── クラス自身に紐付くメソッド
  • スタティックプロパティ、スタティックメソッドとの使い分け
• イニシャライザの種類と初期化のプロセス
  • 指定イニシャライザ ── 主となるイニシャライザ
  • コンビニエンスイニシャライザ ── 指定イニシャライザをラップするイニシャライザ
  • 2段階初期化
  • デフォルトイニシャライザ ── プロパティの初期化が不要な場合に定義されるイニシャライザ
• クラスのメモリ管理
  • デイニシャライザ ── インスタンスの終了処理
• 値の比較と参照の比較

8.5
列挙型 ── 複数の識別子をまとめる型

• 定義方法
• ローバリュー ── 実体の定義
  • ローバリューのデフォルト値
• 連想値 ── 付加情報の付与
• CaseIterableプロトコル ── 要素列挙のプロトコル
  • コンパイラによるallCasesプロパティのコードの自動生成
  • allCasesプロパティのコードが自動生成されない条件

8.6
まとめ

第9章　プロトコル ── 型のインタフェースの定義

9.1
型のインタフェースを定義する目的

9.2
プロトコルの基本

• 定義方法
• 準拠方法
  • クラス継承時の準拠方法
  • エクステンションによる準拠方法
  • コンパイラによる準拠チェック
• 利用方法
  • プロトコルコンポジション ── 複数のプロトコルの組み合わせ

9.3
プロトコルを構成する要素

• プロパティ
  • 定義方法
  • ゲッタの実装
  • セッタの実装
• メソッド
  • 定義方法
  • メソッドの実装
  • mutatingキーワード ── 値型のインスタンスの変更を宣言するキーワード
• 連想型 ── プロトコルの準拠時に指定可能な型
  • 定義方法
  • 型制約の追加
  • デフォルトの型の指定
• プロトコルの継承
• クラス専用プロトコル

9.4
プロトコルエクステンション ── プロトコルの実装の定義

• 定義方法
• デフォルト実装による実装の任意化
• 型制約の追加

9.5
まとめ

第10章　ジェネリクス ── 汎用的な関数と型

10.1
汎用的なプログラム

10.2
ジェネリクスの基本

• 定義方法
• 特殊化方法
• 仮型引数と実型引数
• 汎用性と型安全性の両立
• Any型との比較

10.3
ジェネリック関数 ── 汎用的な関数

• 定義方法
• 特殊化方法
  • 引数からの型推論による特殊化
  • 戻り値からの型推論による特殊化
• 型制約 ── 型引数に対する制約
  • スーパークラスや準拠するプロトコルに対する制約
  • 連想型のスーパークラスや準拠するプロトコルに対する制約
  • 型どうしの一致を要求する制約

10.4
ジェネリック型 ── 汎用的な型

• 定義方法
• 特殊化方法
  • 型引数の指定による特殊化
  • 型推論による特殊化
• 型制約 ── 型引数に対する制約
  • 型の定義で使用できる型制約
  • ジェネリック型の型制約付きエクステンション
  • プロトコルへの条件付き準拠

10.5
まとめ

第11章　モジュール ── 配布可能なプログラムの単位

11.1
再利用可能かつ配布可能なプログラム

11.2
モジュールの作成と利用

• ビルドターゲットの定義
• ビルドターゲットの依存関係の定義
• 外部パッケージの利用

11.3
名前空間 ── 名前が一意となる範囲

• import文 ── モジュールのインポートを行う文
• 名前の衝突の回避

11.4
アクセスコントロール ── 外部からの使用の制限

• アクセスレベル ── 公開範囲の分類
  • 指定方法
  • デフォルトのアクセスレベル
  • エクステンションのアクセスレベル
• モジュールヘッダ ── モジュール外から参照可能なインタフェース
  • 閲覧方法
  • モジュールヘッダに記述される情報
  • ドキュメントコメント ── コードの意図や使用方法の説明

11.5
まとめ

第12章　型の設計指針

12.1
クラスに対する構造体の優位性

• 参照型のクラスがもたらすバグ
• 値型の構造体がもたらす安全性
• コピーオンライト ── 構造体の不要なコピーを発生させない最適化
• クラスを利用するべきとき
  • 参照を共有する
  • インスタンスのライフサイクルに合わせて処理を実行する

12.2
クラスの継承に対するプロトコルの優位性

• クラスの継承がもたらす期待しない挙動
• プロトコルによるクラスの継承の問題点の克服
• クラスの継承を利用するべきとき
  • 複数の型の間でストアドプロパティの実装を共有する

12.3
オプショナル型の利用指針

• Optional<Wrapped>型を利用するべきとき
  • 値の不在が想定される
  • ただし、必然性のないOptional<Wrapped>型のプロパティは排除する
• 暗黙的にアンラップされたOptional<Wrapped>型を利用するべきとき
  • 初期化時にのみ値が決まっていない
  • サブクラスの初期化より前にスーパークラスを初期化する
• Optional<Wrapped>型と暗黙的にアンラップされたOptional<Wrapped>型を比較検討するべきとき

12.4
まとめ

第13章　イベント通知

13.1
Swiftにおけるイベント通知のパターン

13.2
デリゲートパターン ── 別オブジェクトへの処理の委譲

• 実装方法
  • 命名規則
  • 弱参照による循環参照への対処
• 利用するべきとき
  • 2つのオブジェクト間で多くの種類のイベント通知を行う
  • 外部からのカスタマイズを前提としたオブジェクトを設計する

13.3
クロージャ ── 別オブジェクトへのコールバック時の処理の登録

• 実装方法
  • キャプチャリスト ── キャプチャ時の参照方法の制御
  • weakキーワード ── メモリ解放を想定した弱参照
  • unownedキーワード ── メモリ解放を想定しない弱参照
  • キャプチャリストの使い分け
  • escaping属性によるselfキーワードの必須化
  • typealiasキーワードによる複雑なクロージャの型への型エイリアス
• 利用するべきとき
  • 処理の実行とコールバックを同じ箇所に記述する

13.4
オブザーバパターン ── 状態変化の別オブジェクトへの通知

• 実装方法
  • Selector型 ── メソッドを参照するための型
• 利用するべきとき
• 1対多のイベント通知を行う

13.5
まとめ

第14章　非同期処理

14.1
Swiftにおける非同期処理

14.2
GCD ── 非同期処理のための低レベルAPI群

• 実装方法
  • ディスパッチキューの種類
  • 既存のディスパッチキューの取得
  • 新規のディスパッチキューの生成
  • ディスパッチキューへのタスクの追加
• 利用するべきとき
  • シンプルな非同期処理を実装する

14.3
Operation、OperationQueueクラス ── 非同期処理を抽象化したクラス

• 実装方法
  • タスクの定義
  • キューの生成
  • キューへのタスクの追加
  • タスクのキャンセル
  • タスクの依存関係の設定
• 利用するべきとき
  • 複雑な非同期処理を実装する

14.4
Threadクラス ── 手動でのスレッド管理

• 実装方法
• 利用するべきとき
  • 特になし

14.5
非同期処理の結果のイベント通知

14.6
まとめ

第15章　エラー処理

15.1
Swiftにおけるエラー処理

15.2
Optional<Wrapped>型によるエラー処理 ── 値の有無による成功、失敗の表現

• 実装方法
• 利用するべきとき
  • 値の有無だけで結果を十分に表せる

15.3
Result<Success, Failure>型によるエラー処理 ── 列挙型による成功、失敗の表現

• 実装方法
• 利用するべきとき
  • エラーの詳細を提供する
  • 成功か失敗のいずれかであることを保証する
  • 非同期処理のエラーを扱う

15.4
do-catch文によるエラー処理 ── Swift標準のエラー処理

• 実装方法
  • Errorプロトコル ── エラー情報を表現するプロトコル
  • throwsキーワード ── エラーを発生させる可能性のある処理の定義
  • rethrowsキーワード ── 引数のクロージャが発生させるエラーの呼び出し元への伝播
  • tryキーワード ── エラーを発生させる可能性のある処理の実行
  • try!キーワード ── エラーを無視した処理の実行
  • try?キーワード ── エラーをOptional<Wrapped>型で表す処理の実行
  • defer文によるエラーの有無に関わらない処理の実行
• 利用するべきとき
  • エラーの詳細を提供する
  • 成功か失敗のいずれかであることを保証する
  • 連続した処理のエラーをまとめて扱う
  • エラー処理を強制する

15.5
fatalError(_:)関数によるプログラムの終了 ── 実行が想定されていない箇所の宣言

• 実装方法
  • Never型 ── 値を返さないことを示す型
• 利用するべきとき
  • 想定外の状況ではプログラムを終了させる

15.6
アサーションによるデバッグ時のプログラムの終了 ── 満たすべき条件の宣言

• 実装方法
  • assert(_:_:)関数 ── 条件を満たさない場合に終了するアサーション
  • assertionFailure(_:)関数 ── 必ず終了するアサーション
  • コンパイルの最適化レベル ── デバッグとリリースの切り替え
• 利用するべきとき
  • デバッグ時に想定外の状況を検出する
  • リリース時は想定外の状況でもプログラムの実行を継続する

15.7
エラー処理の使い分け

15.8
まとめ

第16章　Webサービスとの連携

16.1
連携のための取り決め

16.2
データの取り扱い

• Data型 ── バイト列を表す型
• エンコードとデコード
  • JSONEncoderクラス、JSONDecoderクラス ── JSONをエンコード、デコードする
  • Encodable、Decodable、Codableプロトコル ── 型をエンコード、デコードに対応させる
  • コンパイラによるコードの自動生成

16.3
HTTPによるWebサービスとの通信

• URLRequest型 ── リクエスト情報の表現
• HTTPURLResponse型 ── HTTPレスポンスのメタデータ
• URLSessionクラス ── URL経由でのデータの送信、取得
  • 3種類のタスク ── 基本、アップロード用、ダウンロード用
  • タスクの実行

16.4
まとめ

第17章　ユニットテスト

17.1
ユニットテストの目的

17.2
ユニットテストのセットアップ

• テストターゲットの構成
• テストの実行
• Linux用のテストの列挙

17.3
テストコードの基本

• 定義方法
• テスト対象のモジュールのインポート
• アサーション ── 値の検証
  • 単一の式を評価するアサーション
  • 2つの式を比較するアサーション
  • エラーの有無を評価するアサーション
  • 無条件に失敗するアサーション

17.4
テストケース ── テストをまとめる

• テストの事前処理と事後処理
  • setUp()メソッド ── テストの事前処理を行うメソッド
  • tearDown()メソッド ── テストの事後処理を行うメソッド
• テストの実行のコントロール
  • 失敗時のテストの中断
  • エラーによるテストの中断
  • 非同期処理の待ち合わせ

17.5
スタブ ── テスト対象への入力を置き換える

• プロトコルによる実装の差し替え
  • 依存先のプロトコル化
  • プロトコルに準拠したスタブの実装
  • テストにおけるスタブの使用

17.6
まとめ

第18章　実践的なSwiftアプリケーション ── Web APIクライアントを作ろう

18.1
GitHub Search APIクライアントを作ろう

18.2
実装の下準備

• API仕様と動作の確認
• コマンドラインアプリケーションのパッケージの作成
• 実装方針の確認

18.3
API仕様のモデル化

• レスポンス ── サーバ上のリソースの表現
  • 構造体の定義
  • JSONから構造体へのマッピング
  • JSONから構造体へのマッピングに対するテスト
  • ジェネリック型による検索結果の表現
  • JSONからジェネリック型へのマッピングに対するテスト
• エラー ── APIクライアントで発生するエラーの表現
  • エラーの分類
  • エラーを表すレスポンスのモデル化
  • JSONからエラーの型へのマッピングに対するテスト
• リクエスト ── サーバに対する要求の表現
  • ベースURLとパスの定義
  • HTTPメソッドの定義
  • パラメータの定義
  • リクエストとレスポンスの紐付け
  • リポジトリ検索APIの実装

18.4
APIクライアント ── Web API呼び出しの抽象化

• API仕様をモデル化した型とFoundationの型の変換
  • リクエストを表す型のURLRequest型へのマッピング
  • Data型とHTTPURLResponse型のレスポンスを表す型へのマッピング
• APIクライアントの構成要素間の接続
  • HTTPクライアントの実装
  • APIクライアントのインタフェースの定義
  • HTTPリクエストの送信
  • HTTPレスポンスの処理
  • 通信結果の処理に対するテスト

18.5
プログラムの実行

• エントリポイントの準備
• 実行ファイルのビルドと実行

18.6
まとめ

あとがき

索引

著者プロフィール