Swift-進(jìn)階 08：枚舉enum

Swift 進(jìn)階之路 文章匯總

本文主要介紹enum的常見使用形式，以及枚舉大小是如何計(jì)算的

補(bǔ)充：添加腳本自動(dòng)生成SIL

  • 通過(guò)target -> +，選擇 other -> Aggregate,,然后命名為CJLScript
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  • 選中CJLScript，選擇Build Phases -> New Run Script Phase
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  • 在Run Script中輸入以下命令
swiftc -emit-sil ${SRCROOT}/06、EnumTest/main.swift | xcrun swift-demangle > ./main.sil && code main.sil

然后我們就可以通過(guò)腳本自動(dòng)生成SIL并自動(dòng)打開啦 ??ヽ(°▽°)ノ??

C中的枚舉

在介紹swift中的枚舉之前，首先我們來(lái)回顧下C中的枚舉寫法，如下所示

enum 枚舉名{
    枚舉值1，
    枚舉值2，
    ......
};

<!--舉例：表示一周7天-->
enum Week{
    MON, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN
};

<!--更改C中枚舉默認(rèn)值-->
//如果沒(méi)有設(shè)置枚舉默認(rèn)值，一般第一個(gè)枚舉成員的默認(rèn)值為整型0，后面依次遞推
enum Week{
    MON = 1, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN
};

<!--C中定義一個(gè)枚舉變量-->
//表明創(chuàng)建了一個(gè)枚舉，并聲明了一個(gè)枚舉變量Week
enum Week{
    MON = 1, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN
}week;
//或者下面這種寫法，省略枚舉名稱
enum{
    MON = 1, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN
}week;

Swift中的枚舉

在swift中，枚舉的創(chuàng)建方式如下所示，如果沒(méi)有指定枚舉值的類型，那么enum默認(rèn)枚舉值是整型的

<!--1、寫法一-->
enum Week{
    case MON
    case TUE
    case WED
    case THU
    case FRI
    case SAT
    case SUN
}

<!--2、寫法二-->
//也可以直接一個(gè)case，然后使用逗號(hào)隔開
enum Week{
    case MON, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN
}

<!--定義一個(gè)枚舉變量-->
var w: Week = .MON
  • 如果此時(shí)想創(chuàng)建一個(gè)枚舉值是String類型的enum，可以通過(guò)指定enum的枚舉值的類型來(lái)創(chuàng)建，其中枚舉值和原始值rawValue的關(guān)系為case 枚舉值 = rawValue原始值 
/*
- =左邊的值是枚舉值，例如 MON
- =右邊的值在swift中稱為 RawValue（原始值），例如 "MON"
- 兩者的關(guān)系為：case 枚舉值 = rawValue原始值
*/
enum Week: String{
    case MON = "MON"
    case TUE = "TUE"
    case WED = "WED"
    case THU = "THU"
    case FRI = "FRI"
    case SAT = "SAT"
    case SUN = "SUN"
}
  • 如果不想寫枚舉值后的字符串，也可以使用隱式RawValue分配，如下所示
<!--String類型-->
enum Week: String{
    case MON, TUE, WED = "WED", THU, FRI, SAT, SUN
}

<!--Int類型-->
//MON是從0開始一次遞推，而WED往后是從10開始一次遞推
enum Week: Int{
    case MON, TUE, WED = 10, THU, FRI, SAT, SUN
}

枚舉的訪問(wèn)

注：如果enum沒(méi)有聲明類型，是沒(méi)有rawValue屬性的

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枚舉的訪問(wèn)方式如下所示

enum Week: String{
    case MON, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN
}
var w = Week.MON.rawValue
<!--訪問(wèn)-->
print(w)

<!--打印結(jié)果-->
MON

這里就有一個(gè)疑問(wèn)，swift是如何做到打印 MON的？我們通過(guò)SIL文件分析

  • 首先查看SIL文件中的enum，底層多增加了一些東西

    • 1、給枚舉值的類型，通過(guò)typealias取了一個(gè)別名RawValue

    • 2、默認(rèn)添加了一個(gè)可選類型的init方法

    • 3、增加一個(gè)計(jì)算屬性rawValue，用于獲取枚舉值的原始值

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  • 查看SIL中的main方法，可以得知w是通過(guò)枚舉值的rawValue的get方法獲取
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  • 查看SIL文件rawValue的get方法，主要有以下幾步：

    • 1、接收一個(gè)枚舉值，用于匹配對(duì)應(yīng)的分支

    • 2、在對(duì)應(yīng)分支創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的String

    • 3、返回對(duì)應(yīng)的String

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結(jié)論1：使用rawValue的本質(zhì)是調(diào)用get方法

但是get方法中的String是從哪里來(lái)的呢？String存儲(chǔ)在哪里？

  • 其實(shí)這些對(duì)應(yīng)分支的字符串在編譯時(shí)期就已經(jīng)存儲(chǔ)好了，即存放在Maach-O文件的__TEXT.cstring中，且是連續(xù)的內(nèi)存空間，可以通過(guò)編譯后查看Mach-O文件來(lái)驗(yàn)證
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結(jié)論2：rawValue的get方法中的分支構(gòu)建的字符串，主要是從Mach-O文件對(duì)應(yīng)地址取出的字符串，然后再返回給w

總結(jié)

  • 使用rawValue的本質(zhì)就是在底層調(diào)用get方法，即在get方法中從Mach-O對(duì)應(yīng)地址中取出字符串并返回的操作

區(qū)分 case枚舉值 & rawValue原始值

請(qǐng)問(wèn)下面這段代碼的打印結(jié)果是什么？

//輸出 case枚舉值
print(Week.MON)
//輸出 rawValue 
print(Week.MON.rawValue)

<!--打印結(jié)果-->
MON
MON

雖然這兩個(gè)輸出的值從結(jié)果來(lái)看是沒(méi)有什么區(qū)別的，雖然輸出的都是MON，但并不是同一個(gè)東西

  • 第一個(gè)輸出的case枚舉值

  • 第二個(gè)是通過(guò)rawValue訪問(wèn)的rawValue的get方法

如果我們像下面這種寫法，編譯器就會(huì)報(bào)錯(cuò)


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枚舉的init調(diào)用時(shí)機(jī)

主要是探索枚舉的init會(huì)在什么時(shí)候調(diào)用

  • 定義一個(gè)符號(hào)斷點(diǎn)Week.init
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  • 定義如下代碼
print(Week.MON.rawValue)

let w = Week.MON.rawValue

通過(guò)運(yùn)行結(jié)果發(fā)現(xiàn)，都是不會(huì)走init方法的

  • 如果是通過(guò)init方式創(chuàng)建enum呢？
print(Week.init(rawValue: "MON"))

運(yùn)行結(jié)果如下


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注：這個(gè)斷點(diǎn)首先需要通過(guò)init前的一個(gè)斷點(diǎn) + Week.init符號(hào)斷點(diǎn)+init符號(hào)斷點(diǎn)，一起配合，才能斷住

總結(jié)：enum中init方法的調(diào)用是通過(guò)枚舉.init(rawValue:）或者枚舉(rawValue:）觸發(fā)的

我們?cè)倮^續(xù)來(lái)分析init方法，來(lái)看下面這段代碼的打印結(jié)果是什么？

print(Week.init(rawValue: "MON"))
print(Week.init(rawValue: "Hello"))

<!--打印結(jié)果-->
Optional(_6_EnumTest.Week.MON)
nil

從結(jié)果中可以看出，第一個(gè)輸出的可選值，第二個(gè)輸出的是nil，表示沒(méi)有找到對(duì)應(yīng)的case枚舉值。為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的情況呢？

  • 首先分析SIL文件中的Week.init方法，主要有以下幾步：

    • 1、在init方法中是將所有enum的字符串從Mach-O文件中取出，依次放入數(shù)組中

    • 2、放完后，然后調(diào)用_findStringSwitchCase方法進(jìn)行匹配

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其中
- index_addr 表示獲取當(dāng)前數(shù)組中的第n個(gè)元素值的地址，然后再把構(gòu)建好的字符串放到當(dāng)前地址中

- `struct_extract` 表示`取出當(dāng)前的Int值`，Int類型在系統(tǒng)中也是結(jié)構(gòu)體
- `cond_br` 表示比較的表達(dá)式，即分支條件跳轉(zhuǎn)
    - 如果匹配成功，則構(gòu)建一個(gè)`.some的Optional`返回
    - 如果匹配不成功，則繼續(xù)匹配，知道最后還是沒(méi)有匹配上，則構(gòu)建一個(gè)`.none的Optional`返回
  • 在swift-source中查找_findStringSwitchCase方法，接收兩個(gè)參數(shù)，分別是 數(shù)組 + 需要匹配的String
    • 1、遍歷數(shù)組，如果匹配則返回對(duì)應(yīng)的index
    • 2、如果不匹配，則返回-1
@_semantics("findStringSwitchCase")
public // COMPILER_INTRINSIC
// 接收一個(gè)數(shù)組 + 需要匹配的string
func _findStringSwitchCase( 
  cases: [StaticString],
  string: String) -> Int {
// 遍歷之前創(chuàng)建的字符串?dāng)?shù)組，如果匹配則返回對(duì)應(yīng)的index
  for (idx, s) in cases.enumerated() {
    if String(_builtinStringLiteral: s.utf8Start._rawValue,
              utf8CodeUnitCount: s._utf8CodeUnitCount,
              isASCII: s.isASCII._value) == string {
      return idx
    }
  }
  // 如果不匹配，則返回-1
  return -1
}
  • 繼續(xù)分析SIL中的week.init方法
    • 1、如果沒(méi)有匹配成功，則構(gòu)建一個(gè).none類型的Optional，表示nil
    • 2、如果匹配成功，則構(gòu)建一個(gè).some類型的Optional，表示有值
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所以，這也是為什么一個(gè)打印可選值，一個(gè)打印nil的原因

枚舉的遍歷

CaseIterable協(xié)議通常用于沒(méi)有關(guān)聯(lián)值的枚舉，用來(lái)訪問(wèn)所有的枚舉值，只需要對(duì)應(yīng)的枚舉遵守該協(xié)議即可，然后通過(guò)allCases獲取所有枚舉值，如下所示

<!--1、定義無(wú)關(guān)聯(lián)值枚舉，并遵守協(xié)議-->
enum Week: String{
    case MON, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN
}
extension Week: CaseIterable{}

<!--2、通過(guò)for循環(huán)遍歷-->
var allCase = Week.allCases
for c in allCase{
    print(c)
}

<!--3、通過(guò)函數(shù)式編程遍歷-->
let allCase = Week.allCases.map({"\($0)"}).joined(separator: ", ")
print(allCase)
//******打印結(jié)果******
MON, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN

關(guān)聯(lián)值

如果希望用枚舉表示復(fù)雜的含義，關(guān)聯(lián)更多的信息，就需要使用關(guān)聯(lián)值了

例如，使用enum表達(dá)一個(gè)形狀，其中有圓形、長(zhǎng)方形等，圓形有半徑，長(zhǎng)方形有寬、高，我們可以通過(guò)下面具有關(guān)聯(lián)值的enum來(lái)表示

//注：當(dāng)使用了關(guān)聯(lián)值后，就沒(méi)有RawValue了，主要是因?yàn)閏ase可以用一組值來(lái)表示，而rawValue是單個(gè)的值
enum Shape{
    //case枚舉值后括號(hào)內(nèi)的就是關(guān)聯(lián)值，例如 radius
    case circle(radius: Double)
    case rectangle(width: Int, height: Int)
}

注：具有關(guān)聯(lián)值的枚舉，就沒(méi)有rawValue屬性了，主要是因?yàn)橐粋€(gè)case可以用一個(gè)或者多個(gè)值來(lái)表示，而rawValue只有單個(gè)的值

這一點(diǎn)我們也可以通過(guò)SIL文件 來(lái)驗(yàn)證

  • 首先查看SIL文件，發(fā)現(xiàn)此時(shí)的enum中既沒(méi)有別名，也沒(méi)有init方法、計(jì)算屬性rawValue了，簡(jiǎn)稱三無(wú)枚舉（個(gè)人叫法，大家隨意哈）

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  • 其中關(guān)聯(lián)值中radius、width、height這些都是自定義的標(biāo)簽，也可以不寫，如下所示，但并不推薦這種方式，因?yàn)閌可讀性非常差

enum Shape{
    //case枚舉值后括號(hào)內(nèi)的就是關(guān)聯(lián)值，例如 radius
    case circle(Double)
    case rectangle(Int, Int)
}

那么如何創(chuàng)建一個(gè)有關(guān)聯(lián)值的枚舉值呢？可以直接在使用時(shí)給定值來(lái)創(chuàng)建一個(gè)關(guān)聯(lián)的枚舉值

<!--創(chuàng)建-->
var circle = Shape.circle(radius: 10.0)

<!--重新分配-->
circle = Shape.rectangle(width: 10, height: 10)

枚舉的其他用法

模式匹配

enum中的模式匹配其實(shí)就是匹配case枚舉值

簡(jiǎn)單enum的模式匹配

注：swift中的enum模式匹配需要將所有情況都列舉，或者使用default表示默認(rèn)情況，否則會(huì)報(bào)錯(cuò)

enum Week: String{
    case MON
    case TUE
    case WED
    case THU
    case FRI
    case SAT
    case SUN
}

var current: Week?
switch current {
    case .MON:print(Week.MON.rawValue)
    case .TUE:print(Week.MON.rawValue)
    case .WED:print(Week.MON.rawValue)
    default:print("unknow day")
}

<!--打印結(jié)果-->
unknow day

查看其SIL文件，其內(nèi)部是將nil放入current全局變量，然后匹配case，做對(duì)應(yīng)的代碼跳轉(zhuǎn)

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具有關(guān)聯(lián)值enum的模式匹配

關(guān)聯(lián)值的模式匹配主要有兩種：

  • 通過(guò)switch匹配所有case
enum Shape{
    case circle(radius: Double)
    case rectangle(width: Int, height: Int)
}

let shape = Shape.circle(radius: 10.0)
switch shape{
    //相當(dāng)于將10.0賦值給了聲明的radius常量
    case let .circle(radius):
        print("circle radius: \(radius)")
    case let .rectangle(width, height):
        print("rectangle width: \(width) height: \(height)")
}

<!--打印結(jié)果-->
circle radius: 10.0

也可以這么寫,將關(guān)聯(lián)值的參數(shù)使用let、var修飾

enum Shape{
    case circle(radius: Double)
    case rectangle(width: Int, height: Int)
}

let shape = Shape.circle(radius: 10)
switch shape{
    //做了Value-Binding，相當(dāng)于將10.0賦值給了聲明的radius常量
    case .circle(let radius):
        print("circle radius: \(radius)")
    case .rectangle(let width, var height):
        height += 1
        print("rectangle width: \(width) height: \(height)")
}

<!--打印結(jié)果-->
circle radius: 10.0

然后查看SIL中的關(guān)聯(lián)值的模式匹配，如下圖所示

  • 1、首先構(gòu)建一個(gè)關(guān)聯(lián)值的元組

  • 2、根據(jù)當(dāng)前case枚舉值，匹配對(duì)應(yīng)的case，并跳轉(zhuǎn)

  • 3、取出元組中的值，將其賦值給匹配case中的參數(shù)


    image
  • 通過(guò)if case匹配單個(gè)case，如下所示
enum Shape{
    case circle(radius: Double)
    case rectangle(width: Int, height: Int)
}

let circle = Shape.circle(radius: 10)

<!--匹配單個(gè)case-->
if case let Shape.circle(radius) = circle {
    print("circle radius: \(radius)")
}
  • 如果我們只關(guān)心不同case的相同關(guān)聯(lián)值(即關(guān)心不同case的某一個(gè)值)，需要使用同一個(gè)參數(shù)，例如案例中的x，如果分別使用x、y, 編譯器會(huì)報(bào)錯(cuò)
enum Shape{
    case circle(radius: Double)
    case rectangle(width: Double, height: Double)
    case square(width: Double, height: Double)
}
let shape = Shape.circle(radius: 10)
switch shape{
case let .circle(x), let .square(20, x):
    print(x)
default:
    break
}

也可以使用通配符_（表示匹配一切）的方式

enum Shape{
    case circle(radius: Double)
    case rectangle(width: Double, height: Double)
    case square(width: Double, height: Double)
}
let shape = Shape.rectangle(width: 10, height:20)
switch shape{
case let .rectangle(_, x), let .square(_, x):
    print("x = \(x)")
default:
    break
}

<!--另一種方式-->
enum Shape{
    case circle(radius: Double)
    case rectangle(width: Double, height: Double)
    case square(width: Double, height: Double)
}
let shape = Shape.rectangle(width: 10, height:20)
switch shape{
case let .rectangle(x, _), let .square(_, x):
    print("x = \(x)")
default:
    break
}

注：

  • 枚舉使用過(guò)程中不關(guān)心某一個(gè)關(guān)聯(lián)值，可以使用通配符_表示
  • OC只能調(diào)用swift中Int類型的枚舉

枚舉的嵌套

枚舉的嵌套主要用于以下場(chǎng)景：

  • 1、【枚舉嵌套枚舉】一個(gè)復(fù)雜枚舉是由一個(gè)或多個(gè)枚舉組成

  • 2、【結(jié)構(gòu)體嵌套枚舉】enum是不對(duì)外公開的，即是私有的

枚舉嵌套枚舉

例如，以吃雞游戲中的方向鍵為例，有上下左右四個(gè)方向鍵，不同的組合會(huì)沿著不同的方向前進(jìn)

enum CombineDirect{
    //枚舉中嵌套的枚舉
    enum BaseDirect{
        case up
        case down
        case left
        case right
    }
    //通過(guò)內(nèi)部枚舉組合的枚舉值
    case leftUp(baseDIrect1: BaseDirect, baseDirect2: BaseDirect)
    case leftDown(baseDIrect1: BaseDirect, baseDirect2: BaseDirect)
    case rightUp(baseDIrect1: BaseDirect, baseDirect2: BaseDirect)
    case rightDown(baseDIrect1: BaseDirect, baseDirect2: BaseDirect)
}

//使用
let leftUp = CombineDirect.leftUp(baseDIrect1: CombineDirect.BaseDirect.left, baseDirect2: CombineDirect.BaseDirect.up)

結(jié)構(gòu)體嵌套枚舉

//結(jié)構(gòu)體嵌套枚舉
struct Skill {
    enum KeyType{
        case up
        case down
        case left
        case right
    }
    
    let key: KeyType
    
    func launchSkill(){
        switch key {
        case .left, .right:
            print("left, right")
        case .up, .down:
            print("up, down")
        }
    }
}

枚舉中包含屬性

enum中只能包含計(jì)算屬性、類型屬性，不能包含存儲(chǔ)屬性

enum Shape{
    case circle(radius: Double)
    case rectangle(width: Double, height: Double)
    
    //編譯器報(bào)錯(cuò)：Enums must not contain stored properties 不能包含存儲(chǔ)屬性，因?yàn)閑num本身是值類型
//    var radius: Double
    
    //計(jì)算屬性 - 本質(zhì)是方法（get、set方法）
    var with: Double{
        get{
            return 10.0
        }
    }
    //類型屬性 - 是一個(gè)全局變量
    static let height = 20.0
}

為什么struct中可以放存儲(chǔ)屬性，而enum不可以？

主要是因?yàn)?code>struct中可以包含存儲(chǔ)屬性是因?yàn)?code>其大小就是存儲(chǔ)屬性的大小。而對(duì)enum來(lái)說(shuō)就是不一樣的（請(qǐng)查閱后文的enum大小講解），enum枚舉的大小是取決于case的個(gè)數(shù)的，如果沒(méi)有超過(guò)255，enum的大小就是1字節(jié)（8位）

枚舉中包含方法

可以在enum中定義實(shí)例方法、static修飾的方法

enum Week: Int{
    case MON, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN
    
    mutating func nextDay(){
        if self == .SUN{
            self = Week(rawValue: 0)!
        }else{
            self = Week(rawValue: self.rawValue+1)!
        }
    }
}

<!--使用-->
var w = Week.MON
w.nextDay()
print(w)

indirect關(guān)鍵字

如果我們想要表達(dá)的enum是一個(gè)復(fù)雜的關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)，可以通過(guò)indirect關(guān)鍵字來(lái)讓當(dāng)前的enum更簡(jiǎn)潔

//用枚舉表示鏈表結(jié)構(gòu)
enum List<T>{
    case end
    //表示case使是引用來(lái)存儲(chǔ)
    indirect case node(T, next: List<T>)
}

<!--也可以將indirect放在enum前-->
//表示整個(gè)enum是用引用來(lái)存儲(chǔ)
indirect enum List<T>{
    case end
    case node(T, next: List<T>)
}

為什么呢？

  • 因?yàn)?code>enum是值類型，也就意味著他們的大小在編譯時(shí)期就確定了，那么這個(gè)過(guò)程中對(duì)于當(dāng)前的enum的大小是不能確定的，從系統(tǒng)的角度來(lái)說(shuō)，不知道需要給enum分配多大的空間，以下是官方文檔的解釋
You indicate that an enumeration case is recursive by writing indi rect before it, which tells the compiler to insert the necessary l ayer of indirection.
  • 打印enum的大小
enum List<T>{
    case end
    indirect case node(T, next: List<T>)
}
print(MemoryLayout<List<Int>>.size)
print(MemoryLayout<List<Int>>.stride)

<!--打印結(jié)果-->
8 //size大小是8
8 //stride大小是8

如果傳入的類型是String呢？


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從結(jié)果發(fā)現(xiàn)，換成其他類型，其結(jié)果依舊是8，這是為什么呢？

下面來(lái)分析其內(nèi)存結(jié)構(gòu)，首先需要定義一個(gè)全局變量

enum List<T>{
    case end
    indirect case node(T, next: List<T>)
}

var node = List<Int>.node(10, next: List<Int>.end)

print(MemoryLayout.size(ofValue: node))
print(MemoryLayout.stride(ofValue: node))

通過(guò)lldb分析其內(nèi)存


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所以indirect關(guān)鍵字其實(shí)就是通知編譯器，我當(dāng)前的enum是遞歸的，大小是不確定的，需要分配一塊堆區(qū)的內(nèi)存空間，用來(lái)存放enum

  • 如果是end，此時(shí)存儲(chǔ)的是case值，而case為node時(shí)存儲(chǔ)的是引用地址


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    然后再通過(guò)插件來(lái)查看哪個(gè)地址在堆上，哪個(gè)地址在棧上


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  • 這一點(diǎn)也可以通過(guò)SIL來(lái)驗(yàn)證


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  • 也可以通過(guò)node的斷點(diǎn)來(lái)驗(yàn)證，確實(shí)是執(zhí)行了swift_allocObject

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swift和OC混編enum

在swift中，enum非常強(qiáng)大，可以添加方法、添加extension
而在OC中，enum僅僅只是一個(gè)整數(shù)值

如果想將swift中的enum暴露給OC使用：

  • 用@objc關(guān)鍵字標(biāo)記enum
  • 當(dāng)前enum應(yīng)該是Int類型

OC調(diào)用Swift的enum

<!--swift中定義-->
@objc enum Week: Int{
    case MON, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN
}

<!--OC使用-->
- (void)test{
    Week mon = WeekMON;
}

Swift調(diào)用OC的enum
OC中的枚舉會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換成swift中的enum

<!--OC定義-->
//會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換成swift的enum
NS_ENUM(NSInteger, OCENUM){
    Value1,
    Value2
};

<!--swift使用-->
//1、將OC頭文件導(dǎo)入橋接文件
#import "CJLTest.h"
//2、使用
let ocEnum = OCENUM.Value1

如果OC中是使用typedef enum定義的，自動(dòng)轉(zhuǎn)換成swift就成了下面這樣

typedef enum {
    Num1,
    Num2
}OCNum;

<!--swift中使用-->
let ocEnum = OCNum.init(0)
print(ocEnum)

//*******打印結(jié)果*******
OCNum(rawValue: 0)

自動(dòng)轉(zhuǎn)換成swift中的如下所示，通過(guò)typedef enum定義的enum，在swift中變成了一個(gè)結(jié)構(gòu)體,并遵循了兩個(gè)協(xié)議：Equatable 和 RawRepresentable

image

如果在OC中使用typedef NS_ENUM定義枚舉呢？

typedef NS_ENUM(NSInteger, CENUM){
    CEnumInvalid = 0,
    CEnumA = 1,
    CEnumB,
    CEnumC
};

自動(dòng)轉(zhuǎn)換成swift后的結(jié)果如下


image

問(wèn)題：OC如何訪問(wèn)swift中String類型的enum？

  • swift中的enum盡量聲明成Int整型
  • 然后OC調(diào)用時(shí)，使用的是Int整型的
  • enum在聲明一個(gè)變量/方法，用于返回固定的字符串，用于在swift中使用
@objc enum Week: Int{
    case MON, TUE, WED
    
    var val: String?{
        switch self {
        case .MON:
            return "MON"
        case .TUE:
            return "TUE"
        case .WED:
            return "WED"
        default:
            return nil
        }
    }
}

<!--OC中使用-->
Week mon = WeekMON;

<!--swift中使用-->
let Week = Week.MON.val

枚舉的大小

主要分析以下幾種情況的大小：

  • 1、普通enum

  • 2、具有關(guān)聯(lián)值的enum

  • 3、enum嵌套enum

  • 4、struct嵌套enum

1、普通enum大小分析

在前面提及enum中不能包含存儲(chǔ)屬性，其根本在于enum的大小與Struct的計(jì)算方式是不一樣的，這里我們將展開詳細(xì)的分析

  • 首先，我們先來(lái)看看下面這段代碼的打印結(jié)果是什么？
enum NoMean{
    case a
}
print(MemoryLayout<NoMean>.size)
print(MemoryLayout<NoMean>.stride)

<!--打印結(jié)果-->
0 //size大小是0
1 //表示訪問(wèn)下一個(gè)NoMean的case時(shí)，需要跨越1字節(jié)的步長(zhǎng)
  • 如果此時(shí)增加一個(gè) case b，此時(shí)的打印結(jié)果是什么？
enum NoMean{
    case a
    case b
}
print(MemoryLayout<NoMean>.size)
print(MemoryLayout<NoMean>.stride)

<!--打印結(jié)果-->
1 //size大小是1
1 //步長(zhǎng)是1
  • 如果在增加多個(gè)呢？
enum NoMean{
    case a
    case b
    case c
    case d
}
print(MemoryLayout<NoMean>.size)
print(MemoryLayout<NoMean>.stride)

<!--打印結(jié)果-->
1
1

從結(jié)果來(lái)看，仍然是1，說(shuō)明enum就是以1字節(jié)存儲(chǔ)在內(nèi)存中的，這是為什么呢?我們來(lái)分析下

斷點(diǎn)分析

  • 首先通過(guò)斷點(diǎn)來(lái)分析，case分別a、b、c的情況
    image

    從斷點(diǎn)可以看出，

    • case是UInt8，即1字節(jié)（8位），最大可以存儲(chǔ)255

    • 如果超過(guò)了255，會(huì)自動(dòng)從UInt8 -> UInt16 -> UInt32 -> UInt64 ...

LLDB分析

  • 分別定義4個(gè)全局變量tmp、tmp1、tmp2、tmp3
enum NoMean{
    case a
    case b
    case c
    case d
}

var tmp = NoMean.a
var tmp1 = NoMean.b
var tmp2 = NoMean.c
var tmp3 = NoMean.d

通過(guò)lldb查看內(nèi)存情況如下，case都是1字節(jié)大小


image

普通enum總結(jié)

  • 1、如果enum中有原始值，即rawValue，其大小取決于case的多少，如果沒(méi)有超過(guò)UInt8即255，則就是1字節(jié)存儲(chǔ)case

  • 2、Int標(biāo)識(shí)的其實(shí)就是 RawValue的值

  • 3、當(dāng)只有一個(gè)case的情況下，size是0，表示這個(gè)enum是沒(méi)有意義的，

  • 4、當(dāng)有兩個(gè)及以上case時(shí)，此時(shí)的enum是有意義的，如果沒(méi)有超過(guò)255，則case的步長(zhǎng)是1字節(jié)，如果超過(guò)，則UInt8->UInt16...，以此類推

2、具有關(guān)聯(lián)值enum的大小分析

如果enum中有關(guān)聯(lián)值，其大小又是多少呢？有如下代碼，打印其size和stride

enum Shape{
    case circle(radius: Double)
    case rectangle(width: Double, height: Double)
}
print(MemoryLayout<Shape>.size)
print(MemoryLayout<Shape>.stride)

<!--打印結(jié)果-->
17 //size的大小是17
24 //stride的步長(zhǎng)是24

說(shuō)明從打印結(jié)果可以說(shuō)明 enum中有關(guān)聯(lián)值時(shí)，其內(nèi)存大小取決于關(guān)聯(lián)值的大小

  • enum有關(guān)聯(lián)值時(shí)，關(guān)聯(lián)值的大小 取 對(duì)應(yīng)枚舉關(guān)聯(lián)值 最大的，例如circle中關(guān)聯(lián)值大小是8，而rectangle中關(guān)聯(lián)值大小是16，所以取16。所以enum的size = 最大關(guān)聯(lián)值大小 + case（枚舉值）大小 = 16 + 1 = 17，而stride由于8字節(jié)對(duì)齊，所以自動(dòng)補(bǔ)齊到24

    • 定義一個(gè)全局變量，觀察其內(nèi)存


      image

總結(jié)

  • 1、具有關(guān)聯(lián)值的enum大小，取決于最大case的內(nèi)存大小【枚舉大小的本質(zhì)】

  • 2、關(guān)聯(lián)值枚舉的大小 = 最大case的內(nèi)存大小 + 1（case的大小）

  • 3、size 表示 實(shí)際大小

  • 4、stride 表示 對(duì)齊后的大?。▋?nèi)存空間中真實(shí)占用的大?。?/p>

3、enum嵌套enum的大小分析

請(qǐng)問(wèn)下面這段代碼的打印結(jié)果是什么？

enum CombineDirect{
    enum BaseDirect{
        case up, down, left, right
    }
    
    case leftUp(baseDirect1: BaseDirect, baseDirect2: BaseDirect)
    case rightUp(baseDirect1: BaseDirect, baseDirect2: BaseDirect)
    case leftDown(baseDirect1: BaseDirect, baseDirect2: BaseDirect)
    case rightDown(baseDirect1: BaseDirect, baseDirect2: BaseDirect)
}

print(MemoryLayout<CombineDirect>.size)
print(MemoryLayout<CombineDirect>.stride)

<!--打印結(jié)果-->
2 //size大小，enum有關(guān)聯(lián)值取決于關(guān)聯(lián)值的大小，每個(gè)case都有2個(gè)大小為1的enum，所以為2
2 //stride大小

從結(jié)果中說(shuō)明enum嵌套enum同具有關(guān)聯(lián)值的enum是一樣的，同樣取決于關(guān)聯(lián)值的大小，其內(nèi)存大小是最大關(guān)聯(lián)值的大小

通過(guò)嵌套枚舉定義一個(gè)全局變量

var combine = CombineDirect.leftDown(baseDirect1: .left, baseDirect2: .down)

查看其內(nèi)存情況如下

image

這里我們會(huì)有一個(gè)疑問(wèn)，其中的81到底指的是什么？這里先提前劇透下：8表示 case leftDown的枚舉值，1表示其中down的枚舉值，下面我們來(lái)驗(yàn)證

在上面這個(gè)例子中，是有4個(gè)case，其case在內(nèi)存中是用0、4、8、12體現(xiàn)的，如果是有很多個(gè)case,是否還滿足我們現(xiàn)在這樣的規(guī)律呢？

  • 【嘗試1】：在4個(gè)case的基礎(chǔ)上增加了10個(gè)case

    • 查看case downDown1，在內(nèi)存中為0x1，即1
      嘗試1-1
    • 查看case rightUp，在內(nèi)存中為0xb，即11
      嘗試1-2

      從這里可以發(fā)現(xiàn)case是從0、1、2....這樣依次往后的順序

  • 【嘗試2】：如果去掉其中的幾種情況呢，發(fā)現(xiàn)case依舊是0、1、2....


    嘗試2

  • 【嘗試3】：當(dāng)只有2個(gè)case時(shí)，發(fā)現(xiàn)case的枚舉值是0、8

    嘗試3

  • 【嘗試4】：當(dāng)有3個(gè)case時(shí)，發(fā)現(xiàn)case的枚舉值是 0、4、8

    嘗試4

PS：至于為什么會(huì)是這樣的結(jié)果，目前也沒(méi)找到任何依據(jù)，后續(xù)如果有了依據(jù)，再來(lái)補(bǔ)充吧（有知道的童鞋，歡迎留言~）

總結(jié)

  • enum嵌套enum同樣取決于最大case的關(guān)聯(lián)值大小

  • 當(dāng)嵌套enum的case只有2個(gè)時(shí)，case在內(nèi)存中的存儲(chǔ)是0、8

  • 當(dāng)嵌套enum的case大于2，小于等于4時(shí)，case在內(nèi)存中的存儲(chǔ)是 0、4、8、12

  • 當(dāng)嵌套enum的case大于4時(shí)，case在內(nèi)存中的存儲(chǔ)是從0、1、2...以此類推

4、結(jié)構(gòu)體嵌套enum的大小分析

請(qǐng)問(wèn)下面這段代碼的打印結(jié)果是什么？

struct Skill {
    enum KeyType{
        case up
        case down
        case left
        case right
    }

    let key: KeyType

    func launchSkill(){
        switch key {
        case .left, .right:
            print("left, right")
        case .up, .down:
            print("up, down")
        }
    }
}
print(MemoryLayout<Skill>.size)
print(MemoryLayout<Skill>.stride)

<!--打印結(jié)果-->
1
1
  • 如果只嵌套了enum，沒(méi)有聲明變量，結(jié)構(gòu)體的大小是多少呢？
struct Skill {
    enum KeyType{
        case up
        case down
        case left
        case right
    }
}
print(MemoryLayout<Skill>.size)
print(MemoryLayout<Skill>.stride)

<!--打印結(jié)果-->
0 //size的大小取決于成員變量，但是struct中目前沒(méi)有屬性
1
  • 如果不僅有枚舉變量，還有其他屬性，結(jié)構(gòu)體的大小是多少呢？
struct Skill {
    enum KeyType{
        case up
        case down
        case left
        case right
    }

    let key: KeyType //1字節(jié)

    var height: UInt8 //1字節(jié)

    func launchSkill(){
        switch key {
        case .left, .right:
            print("left, right")
        case .up, .down:
            print("up, down")
        }
    }
}
print(MemoryLayout<Skill>.size)
print(MemoryLayout<Skill>.stride)

<!--打印結(jié)果-->
2
2
  • 如果在增加一個(gè)Int類型的屬性呢？
struct Skill {
    enum KeyType{
        case up
        case down
        case left
        case right
    }
    
    var width: Int //8字節(jié)

    let key: KeyType //1字節(jié)

    var height: UInt8 //1字節(jié)

    func launchSkill(){
        switch key {
        case .left, .right:
            print("left, right")
        case .up, .down:
            print("up, down")
        }
    }
}
print(MemoryLayout<Skill>.size)
print(MemoryLayout<Skill>.stride)

<!--打印結(jié)果-->
10 //size大?。ㄅcOC中的結(jié)構(gòu)體大小計(jì)算是一致的，min(m,n),其中m表示存儲(chǔ)的位置，n表示屬性的大小，要求是：m必須整除n）
16 //stride大小

結(jié)論

  • 1、如果結(jié)構(gòu)體中沒(méi)有其他屬性，只有枚舉變量，那么結(jié)構(gòu)體的大小就是枚舉的大小，即size為1

  • 2、如果結(jié)構(gòu)體中嵌套了enum，但是沒(méi)有聲明變量，此時(shí)的size是0，stride是1

  • 3、如果結(jié)構(gòu)體中還有其他屬性，則按照OC中的結(jié)構(gòu)體內(nèi)存對(duì)齊三原則進(jìn)行分析（參考iOS-底層原理 05：內(nèi)存對(duì)齊原理這篇文章）

內(nèi)存對(duì)齊 & 字節(jié)對(duì)齊 區(qū)分

  • 內(nèi)存對(duì)齊：iOS中是8字節(jié)對(duì)齊，蘋果實(shí)際分配采用16字節(jié)對(duì)齊，這種只會(huì)在分配對(duì)象時(shí)出現(xiàn)

  • 字節(jié)對(duì)齊：存儲(chǔ)屬性的位置必須是偶地址，即OC內(nèi)存對(duì)齊中的min(m，n)，其中m表示存儲(chǔ)的位置，n表示屬性的大小，需要滿足位置m整除n時(shí)，才能從該位置存放屬性。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是必須在自身的倍數(shù)位置開始

  • 外部調(diào)用對(duì)象時(shí)，對(duì)象是服從內(nèi)存對(duì)齊。

  • 單純從結(jié)構(gòu)上說(shuō)，結(jié)構(gòu)內(nèi)部服從最大字節(jié)對(duì)齊。

例如下面這個(gè)例子

struct Skill {
    var age: Int //8字節(jié)
    var height: UInt8 //1字節(jié)
    var width: UInt16 //2字節(jié)
}
print(MemoryLayout<Skill>.size)
print(MemoryLayout<Skill>.stride)

<!--打印結(jié)果-->
12
16

  • size為12的原因是：內(nèi)存從０位置開始Int是占據(jù)0-7，UInt8占據(jù)８，下一個(gè)位置是９，但是UInt16是２字節(jié)對(duì)齊的要在它的倍數(shù)位置開始所以找下一個(gè)可以整除它的位置也就是UInt16占據(jù)10-11正好整個(gè)size在0-11，所以size為12

  • stride為16的原因：stride是實(shí)際分配的，必須是最大屬性大小的整數(shù)倍，即8的倍數(shù)，所以是16

總結(jié)

  • 枚舉說(shuō)明：

    • 1、enum中使用rawValue的本質(zhì)是調(diào)用get方法，即在get方法中從Mach-O對(duì)應(yīng)地址中取出字符串并返回的操作

    • 2、enum中init方法的調(diào)用是通過(guò)枚舉.init(rawValue:）或者枚舉(rawValue:）觸發(fā)的

    • 3、沒(méi)有關(guān)聯(lián)值的enum，如果希望獲取所有枚舉值，需要遵循CaseIterable協(xié)議，然后通過(guò)枚舉名.allCase的方式獲取

    • 4、case枚舉值和rawValue原始值的關(guān)系：case 枚舉值 = rawValue原始值

    • 5、具有關(guān)聯(lián)值的枚舉，可以成為三無(wú)enum，因?yàn)闆](méi)有別名RawValue、init、計(jì)算屬性rawValue

    • 6、enum的模式匹配方式，主要有兩種：switch / if case

    • 7、enum可以嵌套enum，也可以在結(jié)構(gòu)體中嵌套enum，表示該enum是struct私有的

    • 8、enum中還可以包含計(jì)算屬性、類型屬性，但是不能包含存儲(chǔ)屬性

    • 9、enum中可以定義實(shí)例 + static修飾的方法

  • 枚舉內(nèi)存大小結(jié)論：

    • 1、普通enum的內(nèi)存大小一般是1字節(jié)，如果只有一個(gè)case，則為0，表示沒(méi)有意義，如果case個(gè)數(shù)超過(guò)255，則枚舉值的類型由UInt8->UInt16->UInt32...

    • 2、具有關(guān)聯(lián)值的enum大小，取決于最大case的內(nèi)存大小+case的大?。?字節(jié)）

    • 3、enum嵌套enum同樣取決于最大case的關(guān)聯(lián)值大小

    • 4、結(jié)構(gòu)體嵌套enum，如果沒(méi)有屬性，則size為0，如果只有enum屬性，size為1，如果還有其他屬性，則按照OC中內(nèi)存對(duì)齊原則進(jìn)行計(jì)算

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