Swift中struct与class的较量，谁才是真正的主角？

2023-07-01 08:16:48

Struct 与 Class：Swift 中的两位巨星

在 Swift 的迷人世界中，Struct 和 Class 宛若两颗耀眼的明星，各放异彩。它们都是铸造自定义类型的神兵利器，但究竟有何玄机？让我们揭开它们的神秘面纱，探索它们之间的微妙差异！

值类型与引用类型：相爱相杀

Struct 是值类型，而 Class 是引用类型。这背后的奥秘在于它们处理内存的方式。值类型将实际值存储在内存中，而引用类型则存储的是指向实际值的内存地址。当复制值类型时，你实际上是创建了一个新值；而复制引用类型时，你只是创建了一个指向同一值的引用。

内存管理：谁更省心？

值类型在内存管理方面完胜。它将实际值存储在内存中，因此销毁值类型变量时，它所占用的内存也会随之释放。引用类型则不然，它指向实际值的内存地址，因此销毁引用类型变量时，它所指向的内存并不会立即释放，直到不再有其他变量引用该内存，它才会被释放。

代码示例：

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

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

// 销毁 point1
point1.x = 0 // 不影响 point2

class Rectangle {
    var width: Int
    var height: Int
}

var rect1 = Rectangle(width: 10, height: 20)
var rect2 = rect1 // 引用复制

// 销毁 rect1
rect1.width = 0 // 也会影响 rect2

初始化：谁更轻巧？

在初始化方面，Struct 的方式更轻松。它只需提供成员变量的初始值即可。Class 的初始化则更复杂，它需要先调用父类的初始化方法，然后再初始化自己的成员变量。

代码示例：

struct Point {
    let x: Int
    let y: Int

    init(x: Int, y: Int) {
        self.x = x
        self.y = y
    }
}

// 初始化 Point 结构体
let point = Point(x: 10, y: 20)

class Rectangle {
    var width: Int
    var height: Int

    init(width: Int, height: Int) {
        self.width = width
        self.height = height
    }

    // 初始化 Rectangle 类
    init(width: Int, height: Int, color: String) {
        self.init(width: width, height: height) // 调用父类初始化方法
        self.color = color
    }
}

// 初始化 Rectangle 类
let rectangle = Rectangle(width: 10, height: 20, color: "Red")

继承：谁更强大？

Class 在继承方面独领风骚。它可以继承其他类的属性和方法，而 Struct 则不行。这让你可以通过继承创建一个新的 Class，复用父类的特性。

代码示例：

class Shape {
    var area: Double

    init(area: Double) {
        self.area = area
    }

    func getArea() -> Double {
        return area
    }
}

class Circle: Shape {
    var radius: Double

    init(radius: Double) {
        self.radius = radius
        super.init(area: Double.pi * radius * radius) // 调用父类初始化方法
    }

    // 重写父类方法
    override func getArea() -> Double {
        return Double.pi * radius * radius
    }
}

// 初始化 Circle 类
let circle = Circle(radius: 10)

// 访问继承的属性和方法
print(circle.area) // 314.1592653589793
print(circle.getArea()) // 314.1592653589793

实例方法：谁更灵活？

Struct 和 Class 在实例方法方面也各有千秋。Struct 的实例方法可以直接访问 Struct 的成员变量，而 Class 的实例方法只能通过 self 访问 Class 的成员变量。这使 Struct 的实例方法更灵活，但也可能导致代码可读性下降。

代码示例：

struct Point {
    var x: Int
    var y: Int

    func distanceToOrigin() -> Double {
        return sqrt(Double(x * x + y * y))
    }
}

// 创建 Point 结构体
let point = Point(x: 10, y: 20)

// 调用实例方法
print(point.distanceToOrigin()) // 22.360679774997898

class Rectangle {
    var width: Int
    var height: Int

    func getArea() -> Int {
        return width * height
    }

    // 实例方法只能通过 self 访问成员变量
    func getPerimeter() -> Int {
        return 2 * (width + height)
    }
}

// 创建 Rectangle 类
let rectangle = Rectangle(width: 10, height: 20)

// 调用实例方法
print(rectangle.getArea()) // 200
print(rectangle.getPerimeter()) // 60

属性：谁更强大？

Struct 和 Class 在属性方面也有差异。Struct 的属性只能是常量，而 Class 的属性可以是常量或变量。这意味着 Struct 的属性只能在初始化时赋值，而 Class 的属性可以在初始化后随时修改。

代码示例：

struct Point {
    let x: Int // 常量属性
    let y: Int // 常量属性
}

// 初始化 Point 结构体
let point = Point(x: 10, y: 20)

// 无法修改常量属性
point.x = 0 // 错误

class Rectangle {
    var width: Int // 可变属性
    var height: Int // 可变属性
}

// 初始化 Rectangle 类
let rectangle = Rectangle(width: 10, height: 20)

// 修改可变属性
rectangle.width = 30
rectangle.height = 40

方法：谁更灵活？

Struct 和 Class 在方法方面也各有千秋。Struct 的方法只能是实例方法，而 Class 的方法既可以是实例方法，也可以是类方法。这使 Class 的方法更灵活，但也可能导致代码可读性下降。

代码示例：

struct Point {
    var x: Int
    var y: Int

    // 实例方法
    func distanceToOrigin() -> Double {
        return sqrt(Double(x * x + y * y))
    }
}

// 创建 Point 结构体
let point = Point(x: 10, y: 20)

// 调用实例方法
print(point.distanceToOrigin()) // 22.360679774997898

class Rectangle {
    var width: Int
    var height: Int

    // 实例方法
    func getArea() -> Int {
        return width * height
    }

    // 类方法
    class func createSquare(withSideLength sideLength: Int) -> Rectangle {
        return Rectangle(width: sideLength, height: sideLength)
    }
}

// 创建 Rectangle 类
let rectangle = Rectangle(width: 10, height: 20)

// 调用实例方法
print(rectangle.getArea()) // 200

// 调用类方法
let square = Rectangle.createSquare(withSideLength: 10)
print(square.getArea()) // 100

访问控制：谁更安全？

Struct 和 Class 在访问控制方面也有不同。Struct 的访问控制只能是 public 或 internal，而 Class 的访问控制可以是 public、internal、protected 或 private。这意味着 Struct 的访问控制更宽松，而 Class 的访问控制更严格。

代码示例：

struct Point {
    public var x: Int // 公共属性
    internal var y: Int // 内部属性
}

// 创建 Point 结构体
let point = Point(x: 10, y: 20)

// 访问公共属性
print(point.x) // 10

class Rectangle {
    public var width: Int // 公共属性
    internal var height: Int // 内部属性
    private var color: String // 私有属性
}

// 创建 Rectangle 类
let rectangle = Rectangle(width: 10, height: 20, color: "Red")

// 访问公共属性
print(rectangle.width) // 10

// 无法访问内部和私有属性
print(rectangle.height) // 错误
print(rectangle.color) // 错误