Лекция 2. : Переменные, константы и базовые типы данных

1. Введение

На прошлой лекции мы познакомились с языком Swift, установили toolchain на Linux и написали первую программу. Сегодня разберём фундамент любой программы — переменные, константы и систему типов. Именно здесь начинаются ключевые отличия Swift от Python: строгая статическая типизация, разделение на изменяемые и неизменяемые привязки и отсутствие неявных преобразований.

Все примеры можно запускать в REPL (swift) или компиляцией файла (swiftc main.swift -o main && ./main).

2. `var` и `let` — изменяемость и неизменяемость

var — переменная, значение можно изменять.
let — константа, значение задаётся один раз.

var currentTemperature = 23.5
currentTemperature = 25.0       // ✅ допустимо

let maxTemperature = 45.0
// maxTemperature = 50.0        // ❌ ошибка компиляции

Сравнение с Python

# Python — нет встроенного механизма констант
MAX_TEMPERATURE = 45.0          # соглашение, не ограничение
MAX_TEMPERATURE = 50.0          # Python не запрещает

В Swift неизменяемость let — гарантия компилятора, а не соглашение. Рекомендуется по умолчанию использовать let и переходить на var только при необходимости. Компилятор даже выдаёт предупреждение, если var ни разу не изменяется.

3. Базовые типы данных

3.1. Целые числа — `Int`

На 64-битных платформах (включая современный Linux) Int — 64-битное значение со знаком.

let population: Int = 7_900_000_000   // подчёркивания для читаемости
let negativeValue = -42               // тип выведен как Int

Также доступны Int8, Int16, Int32, Int64 и беззнаковые UInt8…UInt64.

3.2. Числа с плавающей точкой — `Double` и `Float`

Double — 64 бит, ~15 значащих цифр. Рекомендуется по умолчанию.
Float — 32 бита, ~6 значащих цифр.

let pi: Double = 3.141592653589793
let gravity = 9.81   // дробный литерал → Double по умолчанию

3.3. Логический тип — `Bool`

let isLinux: Bool = true
let isComplete = false

В отличие от Python, Swift не допускает if 1: или if "hello"::

let number = 1
// if number { ... }   // ❌ Int не является Bool
if number != 0 { print("Не ноль") }   // ✅

3.4. Строки — `String` и символы — `Character`

let greeting: String = "Привет, Swift!"
let letter: Character = "A"    // тип указан явно
let emoji: Character = "🐧"

// let c = "A"   // без аннотации это String, не Character

4. Вывод типов и явная аннотация

Swift определяет тип по присвоенному значению (type inference):

let age = 25          // Int
let height = 1.78     // Double
let name = "Алексей"  // String

Явная аннотация нужна, когда требуется конкретный тип или переменная объявляется без значения:

let temperature: Float = 36.6   // без аннотации был бы Double
var result: String               // значение присвоится позже
result = "Готово"

Сравнение с Python

# Python — тип динамический, может меняться
x = 42          # int
x = "строка"    # теперь str — Python не возражает

// Swift — тип фиксируется при объявлении
var x = 42
// x = "строка"  // ❌ нельзя присвоить String переменной типа Int

5. Строгая типизация и Type Safety

Swift — строго типизированный язык: каждое значение имеет конкретный тип, проверяемый при компиляции. Нельзя смешивать типы без явного преобразования.

let a: Int = 10
let b: Double = 3.5
// let c = a + b        // ❌ нельзя сложить Int и Double
let c = Double(a) + b   // ✅ явное преобразование → 13.5

# Python — неявное приведение
a = 10
b = 3.5
c = a + b   # ✅ int автоматически → float → 13.5

Строгая типизация предотвращает класс ошибок, которые в Python обнаруживаются только при запуске.

6. Преобразование типов

Преобразование всегда явное — через инициализатор целевого типа.

// Числовые
let intVal: Int = 42
let doubleVal = Double(intVal)   // 42.0
let truncated = Int(3.14)        // 3 — дробная часть отбрасывается

// Строки ↔ числа
let year = String(2025)          // "2025"

let input = "314"
if let parsed = Int(input) {
    print("Число: \(parsed)")    // Число: 314
}
// Int("hello") вернёт nil, а не выбросит ошибку

В Python int("hello") выбрасывает ValueError. Swift возвращает nil — более безопасный подход без try/except. Подробнее об Optionals — на лекции 6.

7. Строковая интерполяция

Значения встраиваются в строку через \(выражение):

let language = "Swift"
let version = 6
print("Мы изучаем \(language) версии \(version)")

let a = 7, b = 3
print("\(a) + \(b) = \(a + b)")   // 7 + 3 = 10

Сравнение с Python

# Python — f-строки
language = "Swift"
version = 6
print(f"Мы изучаем {language} версии {version}")

Аспект	Swift	Python
Синтаксис	`\(выражение)`	`{выражение}` в f""
Форматирование	`String(format:)`	`{:.2f}`
Проверка типов	При компиляции	При выполнении

8. Многострочные строки

Swift поддерживает многострочные строки через тройные кавычки """:

let poem = """
    Мой дядя самых честных правил,
    Когда не в шутку занемог,
    Он уважать себя заставил
    И лучше выдумать не мог.
    """
print(poem)

Отступ определяется позицией закрывающих """ — общий отступ автоматически удаляется.

В Python тройные кавычки не управляют отступами — для этого нужен textwrap.dedent().

9. Работа со строками

9.1. Конкатенация и основные операции

let fullName = "Иван" + " " + "Петров"

var greeting = "Привет"
greeting += ", мир!"   // "Привет, мир!"

9.2. Длина и символы

let text = "Привет"
print(text.count)   // 6 — количество видимых символов (графемных кластеров)

let emoji = "👨‍👩‍👧‍👦"
print(emoji.count)       // 1 — один видимый символ
print(emoji.utf8.count)  // 25 байт в UTF-8

В Python len("👨‍👩‍👧‍👦") вернёт 7 (считает code points). Swift точнее отражает то, что видит пользователь.

9.3. Индексация

Строки в Swift не индексируются целыми числами — символы Unicode имеют переменную длину. Используется String.Index:

let word = "Swift"
let first = word[word.startIndex]                            // "S"
let last = word[word.index(before: word.endIndex)]           // "t"
let third = word[word.index(word.startIndex, offsetBy: 2)]   // "i"

9.4. Перебор и полезные методы

for char in "Swift" {
    print(char)   // S, w, i, f, t
}

let text = "  Hello, Swift!  "
print(text.uppercased())         // "  HELLO, SWIFT!  "
print(text.lowercased())         // "  hello, swift!  "
print(text.contains("Swift"))    // true
print(text.hasPrefix("  He"))    // true

let csv = "один,два,три"
let parts = csv.split(separator: ",")   // ["один", "два", "три"]

Для trimmingCharacters(in:) на Linux необходим import Foundation:

import Foundation
let trimmed = text.trimmingCharacters(in: .whitespaces)   // "Hello, Swift!"

10. Кортежи (Tuples)

Кортежи объединяют несколько значений разных типов в одно составное значение.

let coordinates = (55.7558, 37.6173)         // (Double, Double)
let city = (name: "Москва", population: 12_600_000)  // именованные элементы

Доступ к элементам

print(coordinates.0)       // 55.7558 — по индексу
print(city.name)           // "Москва" — по имени

Декомпозиция

let (latitude, longitude) = coordinates
print("Широта: \(latitude), долгота: \(longitude)")

let (cityName, _) = city   // _ — игнорируем ненужное

Кортежи как возвращаемые значения

func divide(_ a: Int, by b: Int) -> (quotient: Int, remainder: Int) {
    return (a / b, a % b)
}

let result = divide(17, by: 5)
print("Частное: \(result.quotient), остаток: \(result.remainder)")

Сравнение с Python

# Python
def divide(a, b):
    return a // b, a % b

quotient, remainder = divide(17, 5)

Концепция та же, но в Swift кортежи типизированные и элементы могут иметь имена.

11. Type Aliases (typealias)

typealias создаёт альтернативное имя для существующего типа — повышает читаемость без создания нового типа.

typealias Celsius = Double
typealias Coordinate = (latitude: Double, longitude: Double)

let bodyTemp: Celsius = 36.6
let moscow: Coordinate = (latitude: 55.7558, longitude: 37.6173)

Сравнение с Python

# Python (typing) — рекомендация, не проверяется интерпретатором
from typing import TypeAlias
Celsius: TypeAlias = float

В Swift typealias полностью интегрирован в систему типов компилятора.

12. Сводная таблица: Swift vs Python

Концепция	Swift	Python
Целые числа	`Int`, `Int8`…`Int64`	`int` (произвольная точность)
Дробные числа	`Double`, `Float`	`float`
Строки	`String`	`str`
Символ	`Character`	`str` длины 1
Логический тип	`Bool` (строго)	`bool` (truthy/falsy)
Константа	`let` (гарантия компилятора)	Соглашение `UPPER_CASE`
Вывод типов	Статический, при компиляции	Динамический, при выполнении
Неявное преобразование	Запрещено	Допускается
Интерполяция строк	`\(expr)`	`f"{expr}"`
Кортежи	Типизированные, с именами	Без типизации
Псевдонимы типов	`typealias`	`TypeAlias` из `typing`

13. Практические задания

Задание 1. Переменные и константы

Объявите значения, выбрав let или var:

Имя пользователя (не меняется)
Текущий счёт в игре (меняется)
Число Пи (не меняется)
Текущая дата в формате строки (меняется)

Скомпилируйте через swiftc и убедитесь, что программа работает.

Задание 2. Преобразование типов

Объявите a: Int = 17 и b: Double = 3.0. Вычислите результат деления a на b (тип Double) и выведите через строковую интерполяцию.

Задание 3. Работа со строками

Создайте строку с полным именем. Выведите: количество символов, первый и последний символ, строку в верхнем регистре, результат проверки contains("ван").

Задание 4. Кортежи

Напишите функцию minMax(array:), возвращающую кортеж (min: Int, max: Int):

func minMax(array: [Int]) -> (min: Int, max: Int) {
    // ваш код
}
let result = minMax(array: [3, 1, 7, -2, 5])
print("Мин: \(result.min), макс: \(result.max)")
// Ожидаемо: Мин: -2, макс: 7

Задание 5. Type Alias

Создайте typealias Student = (name: String, age: Int, grade: Double). Напишите функцию, принимающую [Student] и возвращающую средний балл.

14. Вопросы для самопроверки

Чем let отличается от var? Почему let рекомендуется по умолчанию?
Какой тип выведет компилятор для 3.14? А для 42?
Почему let x: Int = 5; let y: Double = 2.5; let z = x + y не компилируется?
Чем \(expr) в Swift отличается от f"{expr}" в Python с точки зрения безопасности?
Почему Swift не позволяет text[0] для доступа к символу строки?
Чем String.count отличается от len() на строках с эмодзи?
Что вернёт Int("hello") и почему это безопаснее, чем int("hello") в Python?
Приведите пример, когда строгая типизация Swift предотвращает ошибку, которая в Python обнаружилась бы только при выполнении.

15. Резюме

let и var — неизменяемость гарантируется компилятором, а не соглашениями.
Базовые типы (Int, Double, Float, String, Bool, Character) — полноценные структуры с методами.
Вывод типов позволяет не указывать тип явно, но тип фиксируется при компиляции.
Строгая типизация исключает неявные преобразования — ошибки обнаруживаются до запуска.
Строковая интерполяция через \(...) — удобный и типобезопасный аналог f-строк.
Кортежи — лёгкий способ группировки значений без создания отдельного типа.
typealias — осмысленные имена для существующих типов, повышающие читаемость.

На следующей лекции: операторы, управление потоком выполнения, switch с pattern matching и оператор guard.

Лекция 2. : Переменные, константы и базовые типы данных

1. Введение

2. var и let — изменяемость и неизменяемость

Сравнение с Python

3. Базовые типы данных

3.1. Целые числа — Int

3.2. Числа с плавающей точкой — Double и Float

3.3. Логический тип — Bool

3.4. Строки — String и символы — Character

4. Вывод типов и явная аннотация

Сравнение с Python

5. Строгая типизация и Type Safety

6. Преобразование типов

7. Строковая интерполяция

Сравнение с Python

8. Многострочные строки

9. Работа со строками

9.1. Конкатенация и основные операции

9.2. Длина и символы

9.3. Индексация

9.4. Перебор и полезные методы

10. Кортежи (Tuples)

Доступ к элементам

Декомпозиция

Кортежи как возвращаемые значения

Сравнение с Python

11. Type Aliases (typealias)

Сравнение с Python

12. Сводная таблица: Swift vs Python

13. Практические задания

Задание 1. Переменные и константы

Задание 2. Преобразование типов

Задание 3. Работа со строками

Задание 4. Кортежи

Задание 5. Type Alias

14. Вопросы для самопроверки

15. Резюме

2. `var` и `let` — изменяемость и неизменяемость

3.1. Целые числа — `Int`

3.2. Числа с плавающей точкой — `Double` и `Float`

3.3. Логический тип — `Bool`

3.4. Строки — `String` и символы — `Character`