Курс: Язык программирования Swift

Целевая аудитория

Студенты с поверхностными знаниями Python. Знакомы с базовыми концепциями: переменные, циклы, функции, основы ООП.

Платформа

Linux. Все примеры и инструкции ориентированы на работу в терминале Linux. Xcode и Apple-специфичные фреймворки (UIKit, SwiftUI) не используются.

Цель курса

Систематическое изучение языка Swift — от базового синтаксиса до продвинутых возможностей. Акцент на отличиях от Python, строгой типизации и уникальных концепциях Swift.

Структура курса (14 лекций)

Блок I. Основы языка (лекции 1–4)

Лекция 1. Введение в Swift и его экосистему

История создания Swift (Apple, 2014, open-source с 2015)
Философия языка: безопасность, скорость, выразительность
Swift как кроссплатформенный язык: поддержка Linux, Windows, серверная разработка
Сравнение с Python: компилируемый vs интерпретируемый, статическая vs динамическая типизация
Установка Swift на Linux (swift.org toolchain)
Среда разработки: терминал + VS Code (расширение Swift), Swift REPL
Компиляция и запуск: swiftc, swift run, REPL-режим (swift)
Первая программа: print("Hello, World!")
Комментарии, структура программы

Лекция 2. Переменные, константы и базовые типы данных

var и let — изменяемость и неизменяемость (сравнение с Python)
Базовые типы: Int, Double, Float, String, Bool, Character
Вывод типов (type inference) и явная аннотация типов
Строгая типизация и type safety — отличие от Python
Преобразование типов (явное, отсутствие неявного приведения)
Строковая интерполяция: \(variable) vs f-строки Python
Кортежи (Tuples) — группировка значений

Лекция 3. Операторы и управление потоком выполнения

Арифметические, логические, операторы сравнения
Оператор объединения по nil: ??
Операторы диапазона: ... и ..<
Условные конструкции: if, else, else if
Оператор switch — мощный pattern matching (сравнение с match/case Python 3.10+)
Циклы: for-in, while, repeat-while
Управляющие операторы: break, continue, fallthrough
guard — ранний выход

Лекция 4. Функции и замыкания

Определение функций, параметры и возвращаемые значения
Метки аргументов (argument labels) и имена параметров
Параметры по умолчанию, вариативные параметры (...)
inout-параметры — передача по ссылке
Функции как тип данных первого класса (сравнение с Python)
Замыкания (closures): синтаксис, захват значений
Сокращённый синтаксис замыканий: $0, $1, trailing closure
Сравнение с lambda в Python

Блок II. Коллекции и Optionals (лекции 5–6)

Лекция 5. Коллекции

Array — упорядоченный массив (аналог list в Python)
Set — множество (аналог set в Python)
Dictionary — словарь (аналог dict в Python)
Типизированные коллекции (отличие от Python)
Основные операции: добавление, удаление, поиск, итерация
Функциональные методы: map, filter, reduce, compactMap, flatMap
Сравнение с list comprehensions и встроенными функциями Python

Лекция 6. Optionals — безопасная работа с отсутствием значений

Концепция Optional: Type? — значение или nil
Зачем нужны Optionals (сравнение с None в Python)
Принудительное извлечение (force unwrapping): !
Опциональная привязка: if let, guard let
Опциональная цепочка (optional chaining): ?.
Оператор ?? (nil-coalescing)
Неявно извлечённые Optionals: Type!
Практические паттерны безопасной работы с Optionals

Блок III. Структуры данных и ООП (лекции 7–9)

Лекция 7. Структуры и классы

struct и class — два способа определения типов
Свойства: хранимые (stored) и вычисляемые (computed)
Наблюдатели свойств: willSet, didSet
Методы, методы типа (static, class)
Инициализаторы (init)
Value types vs Reference types — ключевое отличие struct от class
Сравнение с Python: в Python всё — reference type
Когда использовать struct, а когда class

Лекция 8. Наследование и полиморфизм

Наследование классов (только классы, не структуры)
Переопределение методов и свойств: override
Предотвращение переопределения: final
Инициализация при наследовании: designated и convenience инициализаторы
Приведение типов: is, as, as?, as!
Полиморфизм в Swift vs Python
Деинициализаторы: deinit

Лекция 9. Перечисления (Enumerations) и Pattern Matching

Определение enum в Swift (гораздо мощнее, чем Enum в Python)
Raw values и associated values
Методы и вычисляемые свойства в enum
Рекурсивные перечисления (indirect)
Pattern matching с switch и case let
where-условия в pattern matching
Использование перечислений для моделирования состояний

Блок IV. Протоколы, расширения и обобщения (лекции 10–11)

Лекция 10. Протоколы и расширения

Протоколы (Protocols) — аналог интерфейсов / абстрактных классов
Требования к свойствам и методам
Принятие протоколов структурами, классами, перечислениями
Протоколо-ориентированное программирование (POP) — философия Swift
Расширения (Extensions): добавление функциональности к существующим типам
Расширения протоколов — реализации по умолчанию
Сравнение с duck typing и ABC в Python

Лекция 11. Обобщения (Generics)

Зачем нужны Generics — обобщённый код без потери типобезопасности
Обобщённые функции и типы
Ограничения типов (type constraints)
Ассоциированные типы в протоколах (associatedtype)
where-условия в обобщениях
Стандартные обобщённые типы: Array<T>, Dictionary<K, V>, Optional<T>
Сравнение с типизацией в Python (TypeVar, Generic из typing)

Блок V. Продвинутые темы (лекции 12–14)

Лекция 12. Обработка ошибок и управление памятью

Модель обработки ошибок: throw, throws, do-catch, try, try?, try!
Определение собственных типов ошибок через Error
Сравнение с try/except в Python
Автоматическое управление памятью: ARC (Automatic Reference Counting)
Сильные, слабые (weak) и бесхозные (unowned) ссылки
Циклические ссылки и их предотвращение
Сравнение с garbage collection в Python

Лекция 13. Конкурентность и асинхронное программирование

Проблемы конкурентного выполнения
async / await — структурированная конкурентность в Swift
Task, TaskGroup — управление задачами
Акторы (actor) — безопасность данных в конкурентном коде
@Sendable и изоляция данных
Сравнение с asyncio в Python
Практические примеры: параллельная обработка данных, работа с файлами

Лекция 14. Итоговая лекция. Экосистема и практика

Swift Package Manager (SPM) — создание пакетов, управление зависимостями (аналог pip)
Структура проекта SPM: Package.swift, Sources/, Tests/
Обзор стандартной библиотеки Swift
Foundation на Linux: что доступно, а что нет (особенности реализации)
Серверный Swift: обзор фреймворка Vapor
Кроссплатформенная разработка: CLI-утилиты, серверные приложения
Код-стайл и лучшие практики
Подведение итогов курса
Рекомендации для дальнейшего изучения

Методические заметки

Ориентация на Linux — все примеры запускаются в терминале Linux; используется swiftc для компиляции и swift для REPL; Apple-специфичные фреймворки не рассматриваются
Параллели с Python — каждая тема сопровождается сравнением с аналогичной конструкцией в Python, чтобы студенты могли опереться на имеющиеся знания
Практические примеры — каждая лекция содержит примеры кода с пояснениями
Постепенное усложнение — от простых концепций к сложным, каждая лекция опирается на предыдущие
Акцент на безопасности типов — ключевое отличие Swift от Python, проходит красной нитью через весь курс