iOS对象之底层探索（下）

IOS

2023-10-09 08:53:40

在上一篇文章中，我们讨论了对象的创建过程，以及对象的内存开辟、内存对齐规则。接下来，我们将继续研究对象的内存，本文将从一下几个方面来展开：

影响对象内存的因素
对象的内存分析
联合体和位域

1. 影响对象内存的因素

影响对象内存大小的因素主要有以下几点：

实例变量： 对象的实例变量是影响对象内存大小的最主要因素。实例变量越多，对象内存就越大。
对齐规则： 为了提高内存访问效率，编译器会对对象的内存进行对齐。对齐规则要求对象内存地址必须是某个特定值的整数倍。这可能会导致对象内存大小比实际需要的更大。
继承： 如果一个对象继承自另一个对象，那么子对象将包含父对象的所有实例变量。这会导致子对象内存大小比父对象更大。
协议： 如果一个对象遵循某个协议，那么它必须实现协议中定义的所有方法。这会导致对象内存大小增加。

2. 对象的内存分析

我们可以使用Objective-C的class_getInstanceSize()函数来分析对象的内存大小。该函数返回一个对象实例的内存大小，包括实例变量、对齐空间和继承的父类内存。

例如，我们可以使用以下代码来分析NSString对象的内存大小：

#import <Foundation/Foundation.h>

int main() {
  Class NSStringClass = [NSString class];
  size_t size = class_getInstanceSize(NSStringClass);
  NSLog(@"NSString对象内存大小：%zu字节", size);
  return 0;
}

运行这段代码，会在控制台输出：

NSString对象内存大小：24字节

这表明NSString对象的内存大小为24字节。

3. 联合体和位域

联合体和位域是两种特殊的结构体。联合体允许你在同一个内存空间中存储不同类型的数据。位域允许你将一个字节划分为多个更小的字段。

联合体和位域可以用来节省内存空间。例如，我们可以使用联合体来存储一个int值和一个float值，这两个值都只占用4个字节。

#import <Foundation/Foundation.h>

typedef union {
  int intValue;
  float floatValue;
} IntFloatUnion;

int main() {
  IntFloatUnion union;
  union.intValue = 10;
  NSLog(@"联合体中的整数值：%d", union.intValue);
  union.floatValue = 3.14;
  NSLog(@"联合体中的浮点数值：%f", union.floatValue);
  return 0;
}

运行这段代码，会在控制台输出：

联合体中的整数值：10
联合体中的浮点数值：3.140000

这表明我们可以使用联合体来节省内存空间。

位域允许你将一个字节划分为多个更小的字段。例如，我们可以使用位域来存储一个标志位和一个计数器。

#import <Foundation/Foundation.h>

typedef struct {
  unsigned int flag: 1;
  unsigned int counter: 7;
} FlagCounter;

int main() {
  FlagCounter counter;
  counter.flag = 1;
  counter.counter = 10;
  NSLog(@"标志位：%d", counter.flag);
  NSLog(@"计数器：%d", counter.counter);
  return 0;
}