Swift 中的结构体

在面向过程的编程语言(如C语言)中,结构体用得比较多,但是面向对象之后,如在C++和OC中,结构体已经很少使用了。这是因为结构体能够做的事情,类完全可以取而代之。
而Swift语言却非常重视结构体,把结构体作为实现面向对象的重要手段。Swift中的结构体与C++和OC中的结构体有很大的差别,C++和OC中的结构体只能定义一组相关的成员变量,而Swift中的结构体不仅可以定义属性,还可以定义方法。因此,我们可以把Swfit结构体看做是一种轻量级的类。

Swift中类和结构体的共同处在于:

  • 定义属性用于存储值
  • 定义方法用于提供功能
  • 定义下标脚本用于访问值
  • 定义构造器用于生成初始化值
  • 通过扩展以增加默认实现的功能
  • 实现协议以提供某种标准功能

Swift中类和结构体的不同处在于:

  • 结构体不具有继承性
  • 结构体不具备运行时强制类型转换
  • 结构体不具备使用析构器的能力
  • 结构体不具备使用引用计数的能力

结构体定义

// 结构体定义使用struct关键字
struct MarkStruct {
    // 结构体也有存储属性和计算属性,这里只定义了存储属性
    var mark1: Int
    var mark2: Int
    var mark3: Int
}

// 所有结构体都有一个自动生成的成员逐一初始化构造器,用于初始化结构体实例中成员的属性
// 顺序必须和结构体成员顺序一致,必须包含所有的成员
var marks = MarkStruct(mark1: 98, mark2: 96, mark3: 100)

print(marks.mark1)  // return:98
print(marks.mark2)  // return:96
print(marks.mark3)  // return:100

结构体定义属性

// 结构体定义属性

struct Point {
    var x = 0.0
    var y = 0.0
}

struct MyPoint {
    // 定义存储属性
    var p = Point()
    // 定义计算属性
    var point:Point {
        get {
            return p
        }
        set(newPoint) { // 修改newValue名为newPoint,本质还是newValue
            p.x = newPoint.x
            p.y = newPoint.y
        }
    }
}

var p = Point(x: 10.0, y: 11.0)
var myPoint = MyPoint()
myPoint.point = p
print("x=\(myPoint.point.x),y=\(myPoint.point.y)") // return:x=10.0,y=11.0

结构体的方法

// 结构体的方法

// 结构体内部只有在构造函数(init)中可以修改属性的值,其他方法内不能直接修改结构体内部属性的值。
struct Rect {
    var width:Double
    var height:Double = 0.0
    
    // 给结构体定义一个方法, 该方法属于该结构体
    // 结构体中的成员方法必须使用某个实例调用
    // 成员方法可以访问成员属性
    func getWidth() -> Double {
        return width
    }
}

var rect = Rect(width: 10.0, height: 20.0)
// 结构体中的成员方法是和某个实例对象绑定在一起的, 所以谁调用, 方法中访问的属性就属于谁
print(rect.getWidth())  // return :10.0

var rect2 = Rect(width: 30.0, height: 20.0)
// 取得rect2这个对象的宽度
print(rect2.getWidth()) // retrun: 30.0

值类型和引用类型

值类型被赋予给一个变量、常数或者本身被传递给一个函数的时候,实际上操作的是值的拷贝。
实际上,在Swift中,所有的基本类型:整数、浮点数、布尔值、字符串、数组和字典,都是值类型,并且都是以结构体的形式在后台所实现。
在Swift中,所有的结构体和枚举都是值类型。这意味着它们的实例,以及实例中所包含的任何值类型属性,在代码中传递的时候都会被复制。

值类型赋值

struct ReSolution {
    var width = 0
    var height = 0
}

// 创建一个结构体
let hd = ReSolution(width: 1920, height: 1080)
// 结构体赋值,实际上做的是拷贝操作,cinema和hd结构体在内存中各自占用独立的空间
var cinema = hd
// 修改cinema结构体,不会影响hd结构体
cinema.width = 2048

print("cinema is now \(cinema.width) pixels wide") // return:2048
print("hd is still \(hd.width) pixels wide")       // return:1920

引用类型赋值

与值类型不同,引用类型在被赋予到一个变量、常量或者被传递到一个函数时,操作的并不是其拷贝。因此,引用的是已存在的实例本身而不是其拷贝。
类就是引用类型。

class ResolutionClass {
    var width = 0
    var height = 0
    init(width: Int,height: Int) {
        self.width = width
        self.height = height
    }
}

// 创建一个类对象
let hdClass = ResolutionClass(width: 1920, height: 1080)
// 类对象赋值,引用同一个内存空间
var cinemaClass = hdClass
// 修改cinema对象,本质上也是修改hdClass对象
cinemaClass.width = 2048
print("cinemaClass is now \(cinemaClass.width) pixels wide")  // return:2048
print("hdClass is also \(hdClass.width) pixels wide")         // return:2048

类和结构体的选择

结构体实例总是通过值传递,类实例总是通过引用传递。这意味两者适用不同的任务。当你的在考虑一个工程项目的数据构造和功能的时候,你需要决定每个数据构造是定义成类还是结构体。

当符合一条或多条以下条件时,请考虑构建结构体:

  • 结构体的主要目的是用来封装少量相关简单数据值。
  • 有理由预计一个结构体实例在赋值或传递时,封装的数据将会被拷贝而不是被引用。
  • 任何在结构体中储存的值类型属性,也将会被拷贝,而不是被引用。
  • 结构体不需要去继承另一个已存在类型的属性或者行为。
    合适的结构体候选者包括:
  • 几何形状的大小
  • 一定范围内的路径
  • 三维坐标系内一点
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