Array, Dictionary und Set

Welche Collection wofür

Alle drei Typen speichern nur Elemente eines Typs. Ein [String] kann keine Zahl enthalten. Wenn du gemischte Daten zusammenfassen willst, ist meist ein eigener struct die bessere Wahl; mehr dazu in der Lektion zu Structs, Klassen und Enums.

Arrays

var einkauf = ["Brot", "Milch", "Äpfel"]

einkauf.append("Kaffee")
einkauf.insert("Butter", at: 1)
einkauf.remove(at: 0)

print(einkauf)
print("Anzahl:", einkauf.count)
print("Erstes:", einkauf.first ?? "keins")
print("Enthält Milch?", einkauf.contains("Milch"))

// Arrays sind Werttypen: die Kopie ändert das Original nicht
var kopie = einkauf
kopie.append("Tee")
print(einkauf.count, kopie.count)

let sortiert = einkauf.sorted()
print(sortiert)

["Butter", "Milch", "Äpfel", "Kaffee"]
Anzahl: 4
Erstes: Butter
Enthält Milch? true
4 5
["Butter", "Kaffee", "Milch", "Äpfel"]

Zwei Dinge fallen in der Ausgabe auf.

Erstens die Kopie: kopie hat fünf Elemente, einkauf weiterhin vier. Arrays sind in Swift Werttypen. Eine Zuweisung erzeugt eine eigenständige Kopie, und Änderungen an der einen betreffen die andere nicht. Swift kopiert dabei nicht sofort Speicher, sondern erst, wenn eine der beiden Kopien tatsächlich geändert wird. Die einfache Regel für dich bleibt: Es verhält sich wie eine Kopie.

Zweitens die Sortierung: „Äpfel“ landet hinter „Milch“. sorted() vergleicht Zeichenketten nach ihren Unicode-Werten, nicht nach deutschem Alphabet, und das Ä liegt dort hinter allen Buchstaben von A bis Z. Für eine Sortierung, wie sie Menschen erwarten, brauchst du sprachabhängige Vergleiche aus Foundation, etwa localizedStandardCompare. Für interne Listen, Schlüssel oder Tests ist der einfache Vergleich dagegen genau richtig, denn er ist auf jedem System gleich.

first liefert übrigens ein Optional: Ein leeres Array hat kein erstes Element. Deshalb steht dort ?? "keins".

Ungültige Indizes

Der Zugriff mit eckigen Klammern prüft den Index zur Laufzeit. Ist er ungültig, bricht das Programm ab:

let tage = ["Mo", "Di", "Mi"]
print(tage[3])

Swift/ContiguousArrayBuffer.swift:695: Fatal error: Index out of range

Ein Array mit drei Elementen hat die Indizes 0, 1 und 2. Gegen diesen Absturz helfen first, last und indices.contains(i), oder du läufst mit for über die Elemente selbst statt über Indizes.

Dictionaries

var lager = ["Äpfel": 12, "Birnen": 4, "Kiwis": 30]

lager["Mangos"] = 7

// Der Zugriff liefert ein Optional, denn der Schlüssel kann fehlen
if let aepfel = lager["Äpfel"] {
    print("Äpfel:", aepfel)
}
print("Pflaumen:", lager["Pflaumen"] ?? 0)

// Standardwert direkt beim Zugriff
var zaehler: [String: Int] = [:]
for wort in ["swift", "lernen", "swift"] {
    zaehler[wort, default: 0] += 1
}
print(zaehler["swift"]!, zaehler["lernen"]!)

// Dictionaries haben keine feste Reihenfolge, also vor der Ausgabe sortieren
for (sorte, menge) in lager.sorted(by: { $0.value > $1.value }) {
    print(sorte, menge)
}

Äpfel: 12
Pflaumen: 0
2 1
Kiwis 30
Äpfel 12
Mangos 7
Birnen 4

Ein Dictionary-Zugriff liefert immer ein Optional, denn der Schlüssel kann fehlen. Statt abzustürzen wie ein Array liefert lager["Pflaumen"] einfach nil. Du entscheidest dann mit if let oder ??, was passieren soll.

zaehler[wort, default: 0] += 1 ist das Standardmuster zum Zählen: Gibt es den Schlüssel noch nicht, startet die Zählung bei 0.

Die Reihenfolge der Einträge in einem Dictionary ist nicht festgelegt und kann sich zwischen zwei Programmläufen unterscheiden. Für eine stabile Ausgabe sortierst du vorher, wie im Beispiel mit sorted(by:). Den Ausdruck in den geschweiften Klammern erklärt die nächste Lektion zu Closures.

Sets

let anna: Set = ["Swift", "Python", "Rust"]
let ben: Set = ["Swift", "Kotlin"]

print(anna.contains("Rust"))
print(anna.intersection(ben).sorted())   // beide
print(anna.union(ben).sorted())          // zusammen
print(anna.subtracting(ben).sorted())    // nur Anna

// Doppelte Einträge verschwinden
let eingaben = ["a", "b", "a", "c", "b"]
print(Set(eingaben).count)

true
["Swift"]
["Kotlin", "Python", "Rust", "Swift"]
["Python", "Rust"]
3

Ein Set beantwortet die Frage „ist dieses Element enthalten?“ im Durchschnitt gleich schnell, egal wie groß es ist. Bei einem Array muss Swift dafür im schlechtesten Fall jedes Element ansehen. Dazu kommen die Mengenoperationen: Schnittmenge, Vereinigung und Differenz. Wie Dictionaries haben Sets keine feste Reihenfolge, deshalb wird hier vor der Ausgabe sortiert.

Elemente eines Sets und Schlüssel eines Dictionaries müssen das Protokoll Hashable erfüllen. Alle Grundtypen wie String, Int und Double tun das. Für eigene Typen kannst du es meist einfach dazuschreiben.

Häufige Fehler

Fatal error: Index out of range. Index zu groß oder negativ. Prüfe mit indices.contains(i) oder vermeide Indizes.

value of optional type 'Int?' must be unwrapped beim Dictionary-Zugriff. Der Wert kann fehlen. Entpacke ihn mit if let oder gib mit ?? einen Ersatzwert an.

Eine Ausgabe ändert ihre Reihenfolge von Lauf zu Lauf. Du gibst ein Dictionary oder ein Set direkt aus. Sortiere vorher.

Übungen

1. Lege ein Array mit fünf Noten (Int von 1 bis 6) an. Berechne den Durchschnitt als Double und zähle mit einem Dictionary, wie oft jede Note vorkommt. Gib die Zählung sortiert nach Note aus.
2. Gegeben sind zwei Arrays mit Teilnehmenden von zwei Kursen. Gib aus, wer in beiden Kursen ist, sortiert und ohne Duplikate.

let noten = [2, 1, 3, 2, 4]

let durchschnitt = Double(noten.reduce(0, +)) / Double(noten.count)
print("Durchschnitt:", durchschnitt)

var haeufigkeit: [Int: Int] = [:]
for note in noten {
    haeufigkeit[note, default: 0] += 1
}
for (note, anzahl) in haeufigkeit.sorted(by: { $0.key < $1.key }) {
    print("Note \(note): \(anzahl)×")
}

Durchschnitt: 2.4
Note 1: 1×
Note 2: 2×
Note 3: 1×
Note 4: 1×

let kursA = ["Lena", "Tom", "Ada", "Tom", "Mia"]
let kursB = ["Mia", "Jonas", "Lena"]

let inBeiden = Set(kursA).intersection(kursB).sorted()
print(inBeiden)

["Lena", "Mia"]