Swift 中的 struct 和 class

2020-03-02 本文已影响0人 CrystalZhu

Swift 中 struct 是值类型，而 class 是引用类型，所以这篇文章 struct 的行为也可以用到所有的值类型上面，相同地 class 的行为也可以用到引用类型上。

相对于 Objective-C 中的结构体，Swift 对结构体的使用比重大了很多，结构体成为了实现面向对象的重要工具。Swift 中的结构体与 C++ 和 Objective-C 中的结构体有很大的差别，C++ 和 Objective-C 中的结构体只能定义一组相关的成员变量，而 Swift 中的结构体不仅可以定义成员变量（属性），还可以定义成员方法。因此，我们可以把结构体看做是一种轻量级的类。

Swift 中类和结构体非常类似，都具有定义和使用属性、方法、下标和构造器等面向对象特性，但是结构体不具有继承性，也不具备运行时强制类型转换、使用析构器和使用引用计等能力。

值类型的变量直接包含他们的数据，而引用类型的变量存储对他们的数据引用，因此后者称为对象，因此对一个变量操作可能影响另一个变量所引用的对象。对于值类型都有他们自己的数据副本，因此对一个变量操作不可能影响另一个变量。

1.类和结构体定义

Swift中的类和结构体定义的语法是非常相似的。我们可以使用 class 关键词定义类，使用 struct 关键词定义结构体，它们的语法格式如下：

// 定义类
class 类名 {
  定义类的成员
}
// 建立一个 class 名称为 ClassCoder
class ClassCoder {
  var name = "IAMCJ"
  var age = 0
}

// 定义结构体
struct 结构体名 {
  定义结构体的成员
}
// 建立一个 struct 名称为 StructCoder
struct StructCoder {
  var name = "IAMCJ"
  var age = 0
}

2.类和结构体实例化

// 类实例化
let classCoder = ClassCoder()
// class 不能直接用 ClassCoder(name:"CJ",age:18) 必需要自己创建构造函数才可以
classCoder.name = "CJ"
classCoder.age = 18

// 结构体实例化
var structCoder = StructCoder(name:"CJ",age:18)
// 另外一种实例化方法
var structCoder = StructCoder()
structCoder.name = "CJ"
structCoder.age = 18

区别：class 在实例化的时候不能自动把 property 放在 constructor 的参数里面去，想要和 struct 一样的效果就需要我们自己去创建构造函数了。

3.赋值给另外一个变量

// 类赋值
let classCoder = ClassCoder()
classCoder.name = "CJ"
classCoder.age = 18
// classCoder.name=CJ,classCoder.age=18

let classCoder1 = classCoder
classCoder1.name = "NOTCJ"
classCoder1.age = 100
// classCoder.name=NOTCJ,classCoder.age=100,classCoder1.name=NOTCJ,classCoder1.age=100

// 结构体赋值
var structCoder = StructCoder()
structCoder.name = "CJ"
structCoder.age = 18
// structCoder.name=CJ,structCoder.age=18 

var structCoder1 = structCoder
structCoder1.name = "NOTCJ"
structCoder1.age = 100
// structCoder.name=CJ,structCoder.age=18,structCoder1.name=NOTCJ,structCoder1.age=100

区别：class 是引用类型，顾名思义在赋值的时候只是给另外一个变量赋予了一个引用的效果，而 struct 是值类型，它会复制一份完全相同的内容给另外一个变量，从上面的测试可以清晰的分辨出他们的不同之处。结合这篇文章可能能让你更好的理解。

4.是否可变

let classCoder = ClassCoder()
classCoder.name = "CJ"
classCoder.age = 18
// 此处可以修改

let structCoder = StructCoder()
structCoder.name = "CJ"
// 此处会报错

区别：let 在 class 上并不会报错。但是 Swift 常用的 String, Array, Dictionary 都是 struct，所以 let 是会有效果的，这里需要大家注意一下。

5. mutating 关键字

//在不修改原 class 和 struct 的情况下添加一个 method：modifyCoderName(newName:)
// 类
class ClassCoder {
    var name = "IAMCJ"
    var age = 0
}
extension ClassCoder {
    func modifyCoderName(newName:String) {
        self.name = newName
    }
}

// 结构体
struct StructCoder {
    var name = "IAMCJ"
    var age = 0
}
extension StructCoder {
    mutating func modifyCoderName(newName:String) {
        self.name = newName
    }
}

区别：struct 在 function 里面需要修改 property 的时候需要加上 mutating 关键字，而 class 就不用了。

屏幕快照 2020-03-03 下午12.53.08.png

总结:struct与class 的区别

struct是值类型，class是引用类型。
值类型的变量直接包含它们的数据，对于值类型都有它们自己的数据副本，因此对一个变量操作不可能影响另一个变量。
引用类型的变量存储对他们的数据引用，因此后者称为对象，因此对一个变量操作可能影响另一个变量所引用的对象。
二者的本质区别：struct是深拷贝，拷贝的是内容；class是浅拷贝，拷贝的是指针。
property的初始化不同：class 在初始化时不能直接把 property 放在默认的constructor 的参数里，而是需要自己创建一个带参数的constructor；而struct可以，把属性放在默认的constructor 的参数里。
变量赋值方式不同：struct是值拷贝；class是引用拷贝。
immutable变量：swift的可变内容和不可变内容用var和let来甄别，如果初始为let的变量再去修改会发生编译错误。struct遵循这一特性；class不存在这样的问题。
mutating function： struct 和 class 的差別是 struct 的 function 要去改变 property 的值的时候要加上 mutating，而 class 不用。
继承： struct不可以继承，class可以继承。
struct比class更轻量：struct分配在栈中，class分配在堆中。

swift把struct作为数据模型的优缺点

优点

安全性：因为 Struct 是用值类型传递的，它们没有引用计数。
内存：由于他们没有引用数，他们不会因为循环引用导致内存泄漏。
速度：值类型通常来说是以栈的形式分配的，而不是用堆。因此他们比 Class 要快很多!
拷贝：Objective-C 里拷贝一个对象,你必须选用正确的拷贝类型（深拷贝、浅拷贝）,而值类型的拷贝则非常轻松！
线程安全：值类型是自动线程安全的。无论你从哪个线程去访问你的 Struct ，都非常简单。

缺点

Objective-C与swift混合开发：OC调用的swift代码必须继承于NSObject。
继承：struct不能相互继承。
NSUserDefaults：Struct 不能被序列化成 NSData 对象。

所以：如果模型较小，并且无需继承、无需储存到 NSUserDefault 或者无需 Objective-C 使用时，建议使用 Struct。

class有这几个功能struct没有的：

class可以继承，这样子类可以使用父类的特性和方法
类型转换可以在runtime的时候检查和解释一个实例的类型
可以用deinit来释放资源
一个类可以被多次引用
struct也有这样几个优势：
结构较小，适用于复制操作，相比于一个class的实例被多次引用更加安全。
无须担心内存memory leak或者多线程冲突问题

顺便提一下，array在swift中是用struct实现的。Apple重写过一次array，然后复制就是深度拷贝了。猜测复制是类似参照那样，通过栈上指向堆上位置的指针来实现的。而对于它的复制操作，也是在相对空间较为宽裕的堆上来完成的，所以性能上还是不错的。

下面引用猫神OneV的博客：

var arr = [0,0,0]
var newArr = arr
arr[0] = 1
//Check arr and newArr
arr //[1, 0, 0]
newArr // before beta3:[1, 0, 0], after beta3:[0, 0, 0]

所以可以猜测其实在背后 Array和 Dictionary的行为并不是像其他 struct 那样简单的在栈上分配，而是类似参照那样，通过栈上指向堆上位置的指针来实现的。而对于它的复制操作，也是在相对空间较为宽裕的堆上来完成的。当然，现在还无法（或者说很难）拿到最后的汇编码，所以这只是一个猜测而已。

参考：https://www.jianshu.com/p/596864f2c672
https://www.jianshu.com/p/7622b4e81e59