第十一章 类和结构体

类和结构体的通用、灵活特性可以成为程序代码的基石。我们可以通过对常量、变量和函数精确的使用相同的语法来定义属性和方法，从而增加类和结构体的功能。

与其他编程语言不同，Swift语言不需要为自定义的类和结构体创建单独的接口和实现文件。在Swift语言中，我们在一个文件中定义类或者结构体时，这个类或结构体的外部接口就可以自动的被其他代码使用。

注意：一个类的实例通常被看作是一个对象，然而Swift语言中的类和结构体在功能上相比于其他语言更加相似。本章中介绍的大部分功能可以应用在类或结构体的实例中，因此，可以使用更多通用的实例。

11.1类和结构体对比

在Swift语言中，类和结构体有很多相同之处。它们都可以：

● 定义属性来存储值

● 定义方法来提供功能

● 定义下标来使用下标语法访问它们的值

● 定义初始化器来设置它们的初始化状态

● 可以被扩展，拥有默认实现之外的功能

● 遵从协议来提供一种特定的标准功能

欲了解更多信息，请参见属性，方法，下标，构造过程，扩展和协议章节。

类也有结构体没有的一些功能：

● 继承可以使一个类继承其他类的特性。

● 类型转换可以在运行时检查和解析一个类的实例的类型。

● 析构方法可以使一个类的实例释放它分配的任何资源。

● 引用计数允许一个类的实例中有多个引用。

欲了解更多信息，请参见继承，类型转换，构造过程，自动引用计数章节。

注意：结构体在代码中被传递时始终是传值，不会涉及到引用计数。

11.2 结构体和枚举是值类型

一个值类型在赋值给一个变量或常量或者作为参数传递给函数时，它的类型会被拷贝。

在前面章节中我们已经广泛使用了值类型。事实上，在Swift语言中所有的基本类型­——整数、浮点数、布尔值、字符串、数组和字典都是值类型，并在底层以结构体的方式来实现。

在Swift语言中所有的结构体和枚举都是值类型，这意味着我们创建任何一个结构体或枚举的实例后，在代码中被传递时它们的值类型和属性都会被复制。

我们来看下面的实例，使用的是先前例子中定义的Resolution结构体：

<此处添加代码11.2-P143>

例子中声明了一个常量hd，并将它初始化为全高清视频分辨率（宽1920长1080）的Resolution实例。

然后声明了一个变量cinema，并将hd的当前值赋给了它。由于Resolution是结构体，赋值操作会生成一个新的实例并传递给cinema，因此虽然hd和cinema有相同的宽高，但它们实际上仍是完全不同的实例。

接下来，将cinema的width属性改为适用于数字电影（宽2048像素和高1080像素）中2K宽屏标准的宽度。

<此处添加代码11.2-P143>

检查一下cinema的width的属性的确变成了2048：

<此处添加代码11.2-P143>

不过，原来的hd实例中width的属性仍然是原来的值1920：

<此处添加代码11.2-P143>

当为cinema赋值为hd当前值时，hd存储的值被复制了一份并传递给cinema实例。结果hd和cinema成为了仅仅是属性值相同的两个完全无关的实例，所以将cinema的width属性改为2048不会影响hd中的width值。

枚举也有相同的特性：

<此处添加代码11.2-P144>

当rememberedDirection赋值为currentDirection的值时，实际赋值了这个值的副本而已。 之后改变currentDirection的值并不会影响存储了原始值副本的rememberedDirection。 ‌11.3 类是引用型

与值类型不同，当赋值给变量、常量或者传参时，引用类型不会被复制，而是传递与当前值相同的引用。

请看这个例子，例子中使用了上文定义的VideoMode：

<此处添加代码11.2-P144>

例子中声明了一个名为tenEighty的新常量，并将它赋值为一个VideoMode类的新实例。视频模式赋值为上文的hd值的副本，其分辨率为1920 x 1080。tenEighty的interlaced设为true，它的name值为1080i，frameRate为25.0帧每秒。

然后一个新常量alsoTenEighty被赋值为tenEighty，而且它的帧率做了如下修改：

<此处添加代码11.2-P145>

因为类是引用类型，tenEighty和alsoTenEighty实际上都指向了同一个VideoMode实例，也就是说它们是同一个实例的两个不同的名字而已。

校验tenEighty的属性frameRate发现它可以准确的呈现VideoMode实例的帧率的新值30.0。

<此处添加代码11.2-P145>

注意tenEighty和alsoTenEighty都被声明为常量而不是变量。但是因为tenEighty和alsoTenEighty的值是不会改变的，所以我们仍然可以修改tenEighty.frameRate和alsoTenEighty.frameRate。tenEighty和alsoTenEighty并不存储VideoMode实例，而是引用一个VideoMode实例的地址。改变VideoMode实例中frameRate属性的值，并不会改变引用的VideoMode的地址的值。

11.4 类和结构体的选择

我们可以使用类和结构体定义常用的数据类型作为程序代码中的基石。

但是，结构体实例始终是传值，类实例始终是传递引用，也就是说他们适用于不同类型的任务。我们根据项目的需要考虑数据的结构和功能，决定每个数据类型应该被定义为类还是结构体。

通常的一个规则是符合以下一个或多个条件时考虑使用结构体去定义：

● 这个结构的主要目的是封装少量相对简单的数据的值。

● 结构的实例赋值或传值的时候，封装的值被拷贝而不是引用。

● 任何一个属性被结构体存储时是他们自身值类型，是拷贝而不是引用。

● 结构不需要继承其他类型的属性或行为。

适合使用结构体的例子：

● 描述一个几何形状的尺寸，封装了均为Double类型的宽和高两个属性。

● 描述一个范围，封装了一个Int类型的开始属性和一个Int类型的长度属性。

● 用来描述一个三维坐标系统中的一点，封装了Double类型的x、y和z三个属性。

所有其他情况使用类定义并创建类的实例通过引用方式管理和传递。事实上，大多数的数据结构应该用使用类而不是结构体。