iOS：如何安全且优雅地操控数组元素

前言

在 iOS 开发的世界里，数组(Array)的操作频率高得令人咋舌。数组贯穿于我们每一个功能的实现和每一行代码的编写之中，一手托起了数据结构的半边天。但这位工具之王，有时候也会变身为导致程序崩溃的罪魁祸首。当访问越界，当插入失误，不经意间，崩溃就在不经意的一瞬发生了。

作为开发者，我们的日志文件不断地提醒我们，不能对数组的操作盲目自信。经历过一两次刻骨铭心的崩溃后，我们意识到，必须有所行动。我想，我们很多人都有过这样的体验——为了避免冗长的 if-else 判断逻辑，而逐渐忽视了程序的健壮性。但是，有没有一种方法，能够兼顾代码的简洁性和运行的安全性呢？

今天，我想和大家分享一段我所谓的“安全操作套装”，这是一系列扩展函数，用以增强数组的健壮性，同时保留代码的优雅。

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实现

首先来看safeElement(at:)方法：

extension Array {
    func safeElement(at index: Int) -> Element? {
        return indices.contains(index) ? self[index] : nil
    }
}

通过这个方法，我们可以安全地访问数组元素，避免了访问越界造成的崩溃。当索引值有效，即在数组范围内时，返回相应的元素；如果索引值无效，返回nil，从容应对。

接下来是safeInsert(_:at:)方法：

extension Array {
    mutating func safeInsert(_ element: Element, at index: Int) {
        if index >= 0 && index <= count {
            insert(element, at: index)
        } else {
            append(element)
        }
    }
}

这个方法使得插入操作变得灵活多变。如果索引有效，它会在预期的位置插入元素；若索引无效，则选择将元素追加至数组末尾——不是挑战边界，而是优雅地扩充。

如何安全移除元素？safeRemove(at:)告诉你答案：

extension Array {
    mutating func safeRemove(at index: Int) {
        if indices.contains(index) {
            remove(at: index)
        }
    }
}

通过这种方式，我们可以在确定索引有效的情况下，安全移除元素，从而避免了索引越界的风险。

最后是safeReplace(at:with:)，替换元素也需要安全的保障：

extension Array {
    mutating func safeReplace(at index: Int, with element: Element) {
        if indices.contains(index) {
            self[index] = element
        }
    }
}

如果索引有效，则顺利替换元素；如果无效，便不做任何操作，避免了无谓的崩溃。

完整代码

extension Array {
    
    // 安全访问数组元素，如果索引有效则返回元素，否则返回nil
    func safeElement(at index: Int) -> Element? {
        return indices.contains(index) ? self[index] : nil
    }
    
    // 安全添加元素，如果索引有效则在该索引位置插入元素，否则添加到数组末尾
    mutating func safeInsert(_ element: Element, at index: Int) {
        if index >= 0 && index <= count {
            insert(element, at: index)
        } else {
            append(element)
        }
    }
    
    // 安全移除元素，如果索引有效则移除该索引位置的元素
    mutating func safeRemove(at index: Int) {
        if indices.contains(index) {
            remove(at: index)
        }
    }
    
    // 安全替换元素，如果索引有效则替换该索引位置的元素，否则不执行任何操作
    mutating func safeReplace(at index: Int, with element: Element) {
        if indices.contains(index) {
            self[index] = element
        }
    }
}