将来のenumケースを扱う

enumを frozen（凍結済み） と non-frozen（非凍結） の 2 種類に区別します。frozen な enum は「今後 case が追加されない」ことが保証され、従来通り exhaustive な switch が書けます。non-frozen な enum は「将来 case が増え得る」ものとして扱われ、switch には catch-all な case が必須になります。

ただし Swift 4.2 時点でこの区別が適用されるのは、Cからインポートされたenum、および 標準ライブラリとOSオーバーレイで定義されたenum に限られます。ユーザー定義のSwift enumは引き続きすべて暗黙的にfrozen扱いです（他ライブラリへの適用は将来の課題として残されています）。

non-frozen enumに対するswitch

non-frozen な enum を switch するときは、default や case _ のような catch-all な case を書かなければなりません。Swift 5 モードで書いていないと警告になり、実行時に未知の case に出会うとトラップします。

switch excuse {
case .eatenByPet:
    // …
case .thoughtItWasDueNextWeek:
    // …
default:
    // …
}

if case や値の生成など、switch の exhaustiveness 以外の使い方は影響を受けません。また、frozen な enum や Bool に対する非網羅的な switch は従来通りコンパイルエラーのままです。

@unknown 属性

単に default を書いてしまうと、既知の case を書き忘れてもコンパイラが警告してくれません。これを解消するのが @unknown 属性です。default または case _ に付けることができ、既知のcaseのうち扱われていないものがあれば警告 してくれます。

switch excuse {
case .eatenByPet:
    // …
case .thoughtItWasDueNextWeek:
    // …
@unknown default:
    // …
}

ここで .thoughtItWasDueNextWeek を書き忘れると警告が出ますが、ライブラリ側に新しい case が追加されたときもそれを検知できます。警告に留めるのは、case の追加自体はソース互換な変更として許容したいからです。

@unknown は catch-all としての挙動も兼ねるため、実行時に未知の値が来ても安全に受け止められます。また switch の最後の case にのみ書けます。

@unknown は fallthrough と組み合わせると便利です。既存の case と同じ処理を流用しつつ、新しい case への警告も受け取れます。

switch excuse {
case .eatenByPet:
    showCutePicturesOfPet()

case .thoughtItWasDueNextWeek:
    fallthrough
@unknown default:
    askForDueDateExtension()
}

なお、パターンに登場する enum がすべて frozen（あるいはそもそも enum が含まれない）場合、@unknown を書くと警告されます。ユーザー定義のSwift enumは暗黙的にfrozen扱いですが、こちらは新しい case に備えて @unknown を書けるようにしてあります（将来 case が増えた際の対応が楽になるため）。

C enumの扱い

Cからインポートされる enum は、デフォルトで non-frozen として扱われます。NS_ENUM でもそれ単独では frozen にはなりません。

明示的に frozen としたい場合は、新しく導入された Clang 属性 enum_extensibility(closed) を C 側で付けます。

typedef NS_ENUM(NSInteger, GregorianMonth) {
    GregorianMonthJanuary = 1,
    // …
    GregorianMonthDecember,
} __attribute__((enum_extensibility(closed)));

frozen な C enum では、init(rawValue:) もコンパイル時に既知の case かどうかをチェックするようになります。non-frozen な C enum では従来通りチェックは行われません。

また、enum_extensibility(open) または (closed) のどちらかが付いていると、Swift はその enum を「本物のenum」として扱います（付いていない場合は option set や整数定数として扱われることがあります）。オプションセットを示すための flag_enum 属性も同時期に追加されています。

標準ライブラリ/オーバーレイでの適用

標準ライブラリの enum の多くは frozen としてマークされます。代表的なものは次の通りです。

• Optional
• Never
• FloatingPointSign / FloatingPointClassification
• ClosedRange.Index
• UnicodeDecodingResult / Unicode.ParseResult

一方、将来 case が追加される可能性のあるものは non-frozen として残されます（DecodingError / EncodingError、FloatingPointRoundingRule、Mirror.DisplayStyle など）。オーバーレイ側でも、例えば DispatchTimeoutResult は frozen、Calendar.Component などは non-frozen といった形で分類されます。

契約を破ったときの挙動

frozen と non-frozen の区別は、ライブラリ作者とクライアントのあいだの「契約」として機能します。

• non-frozen enum に case を追加するのはソース互換・バイナリ互換な変更になる。
• frozen enum に case を追加すると、コンパイル時には従来の非網羅的 switch と同じエラーになる。実行時（= バイナリ互換の観点）では未定義動作となり、クラッシュや意図しない分岐の実行を引き起こし得る。
• ただし @objc な enum に対する未知の値は（frozen であっても）未定義動作ではなくトラップする。
• non-frozen enum を frozen に変更するのはソース互換だが、その逆（frozen → non-frozen）は許されない。

ABIへの影響

non-frozen な enum のメモリレイアウトはクライアントに公開されません。将来追加される case がそのレイアウトに収まらない可能性があるためで、公開APIに現れる際には追加の間接参照が入ります。frozen な enum のレイアウトは引き続きクライアントに公開され、最適化に使われます。