Swift——6、 结构体和类

结构体

  • 在Swift标准库中,绝大数的公开类型都是结构体,而枚举和类只占很小一部分
  • 比如,bool、double、string、array、dictionary等常见的类型都是结构体
Demo
  • 所有的结构体都是有一个编译器自动生成的初始化器(initializer,初始化方法、构造器、构造方法)
  • 在第6行调用的,可以传入所有成员值,用以初始化所有成员(存储属性、stoted preoperty)
  • 第6行是程序自动生成的

结构体的初始化器

  • 下面系统生成4个初始化器
结构体初始化器1
结构体初始化器2

初始化为 可选类型,也是能编译通过的

  • 可选类型都有一个默认值nil
可选类型初初始化器

自定义初始化器

  • 一旦在自定义结构体时,自定义了初始化器,编译器就不会再帮它生成其他初始化器
自定义初始化器

窥探初始化器的本质

比较

上面的两份代码完全等效的,下面从汇编角度来分析下就知道了。

// demo 1
func testStruct() {
    struct Point {
        var x: Int = 0
        var y: Int = 0
    }
    var p = Point()
}
// demo 2 
func testStruct() {
    struct Point {
        var x: Int
        var y: Int
        init() {
            x = 0
            y = 0
        }
    }
    var p = Point()
}

分别运行上面的两份代码,打断点进入汇编模式可以看出如下

  • 第6、7行就是进行x、y的赋值
汇编

结构体的内存结构

内存结构

  • 类的定义和结构体类似,但是编译器并没有为类自动生成可以传入成员值得初始化器

  • 类只生成了一个无参数的初始化器 Point()

类和结构体
  • 定义类的时间,没有初始化变量,编译器会报错
无初始化

类的初始化器

  • 如果累的所有成员都在定义的时候指定了初始值,编译器会为类生成无参的初始化器
  • 成员的初始化器是在这个初始化器中完成的
    下面2段Demo代码是完全等效的
// demo1
class Point {
  var x: Int = 10
  var y: Int = 20
}

let p1 = Point()

// demo2
class Point {
  var x: Int 
  var y: Int
  init() {
    x = 10
    y = 20
  }
}
let p2 = Point()

结构体与类的本质区别

  • 结构体是值类型(枚举也是值类型),类是引用类型(指针类型)

定义了一个Size 类与一个Point结构体,并且都在函数test()中声明

定义
  • 值类型,在函数里面创建的,一定在栈空间里面,所以point内存在栈空间,x,y共占用16个字节地址,
  • size是类创建,是一个指针变量(在64bit中占8个字节),size指针变量的内存在栈空间,(栈空间有8个字节存放着这个指针变量0x90000),0x90000存放的就是Size对象的内存地址(在堆空间占用32个字节,
内存

值类型

  • 值类型赋值给var、let或者给函数传参,是直接将所有内容拷贝一份
  • 类似于对文件进行copy,paste操作,产生了全新的文件副本,属于深拷贝
demo
  • p1与p2的内存空间如下图,p1与p2的内存是独立的,相互不影响
图片.png

值类型的赋值操作

  • Swift中String、Array、Dictionary都是值类型
  • 在Swift标准库中,为了提升性能,String、Array、Dictionary、Set采用了Copy On Write的技术(也就是,我们创建的String没有进行改变的时候)
    • 比如仅当有“写”操作时,才会真正执行拷贝
    • 对于标准库值类型的赋值操作,Swift能确保最佳性能,所以没必要为了保证最佳性能来避免赋值 (只有Swift标准库里,才有,自己定义的并没有这种技术)
    • 建议:不需要修改的,尽量定义为let
值类型

例如

下面定义了一个变量p1,然后在重新赋新的值给p1,由于结构体是值类型,p1是变量,所以,新的值,直接改变p1里面的x、y

struct Point {
    var x: Int
    var y: Int
}

var p1 = Point(x: 10, y: 20)
p1 = Point(x: 11, y: 22);
赋值

引用类型

  • 引用类型赋值给var、let或者给函数传参,是直接将内存地址拷贝一份
  • 类似于制作一个文件的替身(快捷方式、链接),指向的是同一个文件。属于浅拷贝
demo

将s1的内存地址拷贝一份到s2中,两个地址相当于指向的同一个对内存空间

思考 若是将上面的s2.width = 11 s2.height = 22后s1的值会发生什么变化

内存分布

引用类型的赋值操作

class Size {
    var width: Int
    var height: Int
    init(width: Int, height: Int) {
        self.width = width
        self.height = height
    }
}
var s1 = Size(width: 10, height: 20)
s1 = Size(width: 11, height: 22)
  • 总结:如果上面的s1的内存地址为0x10000,内存数据为0x90000,那么0x90000 指向的堆空间包含(指向类型信息、引用计数、10、20)
    重新s1赋值后,s1的内存地址依旧为0x10000但是内存地址变化为0x80000,那么0x80000 指向的堆空间包含(指向类型信息、引用计数、11、22)
    s1消失,0x90000 指向的堆空间 也消失

值类型、引用类型的let

比较

上图p = Ponit(x: 11, y: 22)s = Size(width: 11, height: 22)不能改变是因为 let是常量,不能改变
p.x / p.y 不能改变是因为结构体是值类型,改变xy改变的是内存地址,所以不能改变
s.width/s.height能改变,是因为改变的是内存指向的堆空间的内容,所以能改变

枚举、结构体、类都可以定义方法

  • 一般把定义在举、结构体、类内部的函数,叫做方法
方法

对象的堆空间申请过程

图片.png

嵌套类型

  • 里面的结构体可能只在当前这个函数里用的到
  • 定义好之后就能正常使用


    嵌套类型
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