揭秘 Swift 中的结构体和类之间的奥秘：价值与引用谁主沉浮

2023-08-15 12:42:56

结构体与类：Swift 开发中的价值与引用之辩

简介

在 Swift 开发中，结构体和类是两种至关重要的数据类型，用于创建和操作数据。尽管它们具有相似的语法，但在内部机制上却存在着根本差异，这会对代码的行为产生深远的影响。本文将深入探讨结构体和类的异同，指导你明智地选择适合特定用例的数据类型。

价值类型与引用类型

结构体是值类型，这意味着它们的值直接存储在内存中。当复制一个结构体时，实际上是创建了一个新副本，拥有自己的独立值。而类是引用类型，这意味着它们的值存储在内存中的某个地址，并通过引用来访问。复制一个类时，实际上只是创建了对原始对象的引用。

这一区别在值修改时尤为明显。当修改结构体副本时，原始结构体会保持不变。然而，当修改类副本时，原始类对象也会受到影响，因为它们指向同一个内存地址。

内存管理

值类型在内存分配和释放方面遵循不同的规则。在分配内存时，系统立即为值类型分配所需的内存空间。当变量超出作用域时，内存自动释放。另一方面，引用类型在分配内存时，系统只分配一个指向对象地址的指针。当变量超出作用域时，指针指向的内存不会自动释放，需要等待垃圾回收器进行处理。

对象存储

结构体的值直接存储在内存中，而类的值存储在堆中。堆是一个用于存储动态分配对象的内存区域。这种差异使类比结构体更加灵活，因为你可以创建和销毁类实例，而无需担心内存管理。

继承

类支持继承，这意味着它们可以从其他类继承属性和方法。这有助于代码的可重用性和维护性。结构体不支持继承。

封装

类支持封装，这意味着你可以将数据和行为隐藏在类中，只允许通过类的方法来访问它们。这提高了代码的可读性和安全性。结构体不支持封装。

选择结构体与类的时机

何时使用结构体

当需要轻量级的数据类型时
当需要值类型时
当不需要继承或封装时

何时使用类

当需要引用类型时
当需要继承或封装时
当需要动态创建和销毁对象时

示例代码

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

class Person {
  var name: String
  var age: Int

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

// 创建结构体
var point1 = Point(x: 10, y: 20)

// 创建类
var person1 = Person(name: "John", age: 30)

// 复制结构体
var point2 = point1

// 复制类
var person2 = person1

// 修改结构体
point1.x = 30

// 修改类
person1.age = 40

// 打印结构体
print(point1) // 输出：Point(x: 30, y: 20)

// 打印类
print(person1) // 输出：Person(name: "John", age: 40)

// 打印复制的结构体
print(point2) // 输出：Point(x: 10, y: 20)

// 打印复制的类
print(person2) // 输出：Person(name: "John", age: 40)