深入探索 Swift 中的值类型、引用类型和方法调度

2023-09-01 11:09:07

值类型与引用类型：Swift 中数据存储的本质差异

简介

在 Swift 中，值类型 和引用类型 是两种截然不同的数据类型，它们在存储、分配和赋值方面表现出截然不同的行为。理解这两种类型的区别对于编写高效、可维护的代码至关重要。本文将深入探讨值类型和引用类型之间的关键差异，帮助您掌握这些概念并自信地使用它们。

值类型 vs. 引用类型

值类型： 值类型直接在内存中存储其值。赋值时，值类型的副本会被创建。结构体和枚举是值类型的示例。
引用类型： 引用类型在内存中存储一个指针，该指针指向其值。赋值时，对值的引用会被创建。类是引用类型的示例。

类与结构体的本质区别

值类型和引用类型之间的关键差异在于它们存储值的机制。结构体（值类型）直接存储其值，而类（引用类型）只存储一个引用，指向存储在堆上的值。这导致了以下关键区别：

值语义 vs. 引用语义

值语义： 值类型遵守值语义，这意味着对值类型变量的赋值会创建一个该值的副本。更改副本的值不会影响原始变量。
引用语义： 引用类型遵守引用语义，这意味着对引用类型变量的赋值只会创建一个对相同值的引用。更改引用指向的值会影响所有引用同一值的变量。

内存分配与效率

由于值类型存储值的副本，因此分配和初始化值类型比引用类型更加昂贵。对于小型值类型，这种开销可能可以忽略不计，但对于大型值类型，这可能会对性能产生重大影响。另一方面，引用类型通过引用值而不是复制值来避免这种开销。

方法调度

Swift 中的方法调度取决于值的类型。

值类型： 对值类型的方法调用使用值调度，这意味着每次调用方法时都会使用接收者值的副本。
引用类型： 对引用类型的方法调用使用引用调度，这意味着每次调用方法时都会使用接收者值的引用。

值调度确保了值类型的方法调用不会影响原始值。相反，引用调度允许引用类型的方法修改接收器值。

代码示例

// 值类型（结构体）
struct Point {
    var x: Int
    var y: Int
}

// 引用类型（类）
class Person {
    var name: String
    var age: Int
}

// 值类型示例
var point1 = Point(x: 10, y: 20)
var point2 = point1 // 创建 point1 的副本

point2.x = 30 // 更改 point2 的 x 值不会影响 point1

// 引用类型示例
var person1 = Person(name: "John", age: 30)
var person2 = person1 // 创建对 person1 的引用

person2.name = "Mary" // 更改 person2 的 name 属性也会更改 person1 的 name 属性