从 SIL 的角度比较 Swift 中的值类型和引用类型

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2023-11-11 10:49:48

深入理解 Swift 中的值类型与引用类型

在 Swift 的世界中，两种基本数据类型——值类型和引用类型——扮演着至关重要的角色。理解它们之间的差异对于编写高效、可靠的代码至关重要。本文将带你深入探讨这些类型的底层特性，涵盖从内存管理到操作的方方面面。

值类型：副本之王

值类型就像数字、字符串或结构体等不可变数据项。它们的存储方式与副本类似：当一个值类型被分配给另一个变量时，一个完全新的值被创建。这种行为确保了原始值不受后续修改的影响。

在底层，值类型以结构体的形式表示。当赋值发生时，Swift 中间语言 (SIL) 将值类型结构体的副本分配给新变量或常量。

引用类型：共享的 REFERENCES

与值类型不同，引用类型存储对数据的引用而不是数据本身。这意味着对一个引用类型的修改将反映在所有引用同一个数据的变量或常量中。它们非常适合处理大型或复杂的结构。

引用类型在 SIL 中表示为类。当赋值发生时，SIL 分配对同一类实例的引用，而不是创建副本。

内存管理：栈与堆

值类型驻留在栈上，这是一个临时存储区域，用于保存局部变量和函数参数。它们在超出作用域时自动释放。

另一方面，引用类型驻留在堆上，这是一个长期存储区域，用于保存对象。当引用类型不再被引用时，它不会自动释放。相反，它的引用计数将递减。当计数达到 0 时，引用类型才会从堆中释放。

操作：值语义 vs 引用语义

值类型以值语义进行操作，这意味着它们作为独立实体被处理。当一个值类型传递给函数时，它的副本被传递，对副本的修改不会影响原始值。

引用类型以引用语义进行操作，这意味着它们作为对同一数据的引用被处理。当一个引用类型传递给函数时，它的引用被传递，对它的修改将影响原始引用类型。

代码示例：亲眼所见

// 值类型
struct Point {
    var x: Int
    var y: Int
}

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

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

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

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

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

// 更改 person2 的值会影响 person1
person2.name = "Mary"

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