结构体与类的本质区别

IOS

2023-11-11 19:41:32

结构体与类：深入理解其本质区别

值类型与引用类型：存储方式之别

结构体和类在 Swift 中定义自定义类型的两种基本方式，它们的首要区别在于存储方式。结构体是值类型，这意味着它们的副本存储在栈内存中。当您赋值或传递结构体时，其值会被复制到新的内存位置。

另一方面，类是引用类型，这意味着它们存储在堆内存中。当您赋值或传递类时，您实际上只是在传递指向该对象在堆中的内存位置的引用。这意味着对引用类型的任何更改都会反映在原始对象上。

内存管理：自动销毁与手动释放

值类型和引用类型的存储方式对内存管理产生了重大影响。对于值类型，由于它们存储在栈中，因此在它们超出作用域时会被自动销毁。这意味着您不必担心手动释放值类型的内存。

对于引用类型，由于它们存储在堆中，因此您必须手动释放它们的内存。如果不这样做，将导致内存泄漏，这可能会降低应用程序的性能并最终导致崩溃。

初始化：默认值与显式初始化

结构体和类在初始化方面也有所不同。结构体有默认的成员初始化器，该初始化器会将所有成员初始化为其默认值。类没有默认的成员初始化器，因此您必须显式地初始化所有存储属性。

此外，结构体可以定义自定义初始化器，这些初始化器可以接受参数并执行额外的初始化逻辑。类也可以定义自定义初始化器，但它们还可以定义析构器，这些析构器将在对象超出作用域时被调用以释放其资源。

其他差异：不变性、值传递与引用传递

除了上面讨论的差异之外，结构体和类之间还存在一些其他差异：

不变性： 结构体是不可变的，这意味着您不能修改其属性。类是可变的，这意味着您可以修改其属性。
值传递与引用传递： 结构体可以作为值传递，而类只能作为引用传递。
轻量级数据与复杂对象： 结构体更适合表示轻量级、不可变的数据，而类更适合表示复杂、可变的对象。

何时使用结构体与类：权衡选择

在决定何时使用结构体或类时，请考虑以下准则：

轻量级、不可变的数据： 使用结构体。
复杂、可变的对象： 使用类。
值传递： 使用结构体。
引用传递： 使用类。

代码示例：展示结构体与类的差异

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

class Person {
  var name: String
  var age: Int
  
  init(name: String, age: Int) {
    self.name = name
    self.age = age
  }
}

var point1 = Point(x: 10, y: 20)
var point2 = point1

point2.x = 30

print(point1.x) // 输出：10
print(point2.x) // 输出：30

var person1 = Person(name: "John", age: 30)
var person2 = person1

person2.name = "Mary"

print(person1.name) // 输出：Mary
print(person2.name) // 输出：Mary

在上面的示例中，Point 是一个结构体，它的副本被传递给了 point2。对 point2 的更改不会影响 point1，因为结构体是值类型。另一方面，Person 是一个类，它的引用被传递给了 person2。对 person2 的更改也会影响 person1，因为类是引用类型。

常见问题解答

1. 为什么结构体是不可变的，而类是可变的？

结构体是值类型，这意味着它们在内存中是按值存储的。对结构体进行任何更改都会创建一个新副本，从而保持原始结构体的不变性。另一方面，类是引用类型，这意味着它们在内存中按引用存储。对类进行更改将直接影响原始对象，因此类是可变的。

2. 什么时候应该使用结构体，什么时候应该使用类？

一般来说，当您要表示轻量级、不可变的数据时，应该使用结构体。当您要表示复杂、可变的对象时，应该使用类。

3. 结构体和类之间还有什么其他差异？

除了本文中讨论的差异之外，结构体和类之间还有其他一些差异，例如：