深入理解Swift中的Class和Struct

開篇

Class和Struct是Swift中很重要的兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),同時(shí)也是Swift面試題必問的一道題。所以對(duì)Class和Struct理解透徹對(duì)我們學(xué)習(xí)Swift有很大的幫助。

理解Class

Class的定義和使用

class Animal {
    var name: String?
    var weight = 0.0
}

let cat = Animal()
cat.name = "cat"
cat.weight = 10

print("cat's name: \(cat.name!), cat's weight: \(cat.weight)") //cat's name: cat, cat's weight: 10.0

Class是引用類型

當(dāng)值傳遞的時(shí)候,它是傳遞對(duì)已有instance的引用。下面用代碼來解釋一下這句話:

let cat = Animal()
cat.name = "cat"
cat.weight = 10

let blackCat = cat
blackCat.name = "blackCat"

print("cat's name: \(cat.name!)") // cat's name: blackCat

通過上面的代碼可以了解到,其實(shí)catblackCat指向的是同一個(gè)Animal的instance。它們只是這個(gè)instance的兩個(gè)不同的名字而已。如下圖所示:

image

Note

我們看到上述代碼把catblackCat聲明為了let,但是我們依然可以修改它的屬性,因?yàn)?code>cat和blackCat引用的instance并沒有改變,它們還是引用之前instance,我們只是修改的instance的屬性。但是不能將cat或者blackCat指向另一個(gè)實(shí)例,如blackCat = Animal()會(huì)提示Cannot assign to value: 'blackCat' is a 'let' constant的錯(cuò)誤。

Identity Operators

Swift 提供===!==來判斷兩個(gè)變量或者常量是不是引用同一個(gè)instance(只用于class,想一想為什么struct不需要).

if blackCat === cat {
    print("Identical") //Identical
} else {
    print("Not identical")
}

=====是不一樣的。

  • ===:代表兩個(gè)變量或者常量引用的同一個(gè)instance
  • ==:代表兩個(gè)變量或者常量的值是否相同,并不一定是引用的同一個(gè)instance
  • 如果想讓自定義的class支持==操作符,可以使該類遵守Equatable
class Animal {
    var name: String?
    var weight = 0.0
}

extension Animal: Equatable {
    static func == (lhs: Animal, rhs: Animal) -> Bool {
        return lhs.name == rhs.name && lhs.weight == rhs.weight
    }
}

let cat = Animal()
cat.name = "cat"
cat.weight = 10

let blackCat = cat
blackCat.name = "catName"

let whiteCat = Animal()
whiteCat.name = "catName"
whiteCat.weight = 10.0

if blackCat === cat {
    print("Identical") //Identical
} else {
    print("Not identical")
}

if whiteCat === blackCat {
    print("Identical") 
} else {
    print("Not identical") //Not identical
}

if whiteCat == blackCat {
    print("Equal")
} else {
    print("Not Equal") //Equal
}

理解Struct

Struct的定義和使用

struct FPoint {
    var x = 0.0
    var y = 0.0
    //當(dāng)在struct修改屬性的時(shí)候需要使用mutating
    mutating func addX(add: Double) {
        self.x = self.x + add
    }
}

let p1 = FPoint()
print("p1's x : \(p1.x), p1's y: \(p1.y)") // p1's x : 0.0, p1's y: 0.0

Struct是值類型

當(dāng)值進(jìn)行傳遞的時(shí)候,它會(huì)copy傳遞的值。下面用代碼來解釋一下這句話:

var p2 = p1
p2.x = 3.0
print("p1's x : \(p1.x), p1's y: \(p1.y); p2's x : \(p2.x), p2's y: \(p2.y)")
//p1's x : 1.0, p1's y: 2.0; p2's x : 3.0, p2's y: 2.0

通過上述代碼我們可以看到,將p1賦值給p2之后改變p2的值并不會(huì)影響p1的值,這是因?yàn)樵趯?code>p1賦值給p2的時(shí)候是拷貝一個(gè)instance值與p1相同,然后將拷貝的instance賦值給p2。如下圖所示:

image

Note

如果struct的instance聲明為let,是不能改變instance的值的。如

let p1 = FPoint(x: 1.0, y: 2.0)
p1.x = 10.0 //報(bào)錯(cuò):Cannot assign to property: 'p1' is a 'let' constant

在項(xiàng)目中如何選擇Struct和Class

  • 默認(rèn)使用struct
  • 當(dāng)你需要繼承Objective-C某些類的的時(shí)候使用class
  • 當(dāng)你需要控制唯一性時(shí)使用class
  • 使用struct和protocol來實(shí)現(xiàn)model繼承和共享行為,如下代碼所示:
protocol AnimalCommonProtocol {
    var name: String? { get set }
    var weight: Double { get set }
    func run()
}

struct Cat : AnimalCommonProtocol {
    func run() {
        print("cat run")
    }
    var name: String?
    var weight: Double
    var gender: String?
}

struct Dog : AnimalCommonProtocol {
    func run() {
        print("dog run")
    }
    
    var name: String?
    var weight: Double
    var type: String?
}

總結(jié)起來就是一句話:能使用struct就不要使用class

為什么優(yōu)選struct

  • 使用struct不需要考慮內(nèi)存泄漏和多線程讀寫的問題,因?yàn)樵趥鬟f值的時(shí)候它會(huì)進(jìn)行值的copy
  • struct存儲(chǔ)在stack中,class存儲(chǔ)在heap中,struct更快

總結(jié)

相同點(diǎn)

  • 都能定義property、method、initializers
  • 都支持protocol、extension

不同點(diǎn)

  • class是引用類型;struct是值類型
  • class支持繼承;struct不支持繼承
  • class聲明的方法修改屬性不需要mutating關(guān)鍵字;struct需要
  • class沒有提供默認(rèn)的memberwise initializer;struct提供默認(rèn)的memberwise initializer
  • class支持引用計(jì)數(shù)(Reference counting);struct不支持
  • class支持Type casting;struct不支持
  • class支持Deinitializers;struct不支持

參考

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