Swift 淺談Struct與Class

討論Struct與Class之前，我們先來看一個概念：Value Type（值類型），Reference Type（引用類型）：

1. 值類型的變量直接包含他們的數據，對於值類型都有他們自己的數據副本，因此對一個變量操作不可能影響另一個變量；

2. 引用類型的變量存儲對他們的數據引用，因此后者稱為對象，因此對一個變量操作可能影響另一個變量所引用的對象。

這就是我們之前博客中提到的深拷貝與淺拷貝，博客傳送《iOS 圖文並茂的帶你了解深拷貝與淺拷貝》，兩者的本質區別在於：深拷貝就是內容拷貝，淺拷貝就是指針拷貝

      A. 是否開啟新的內存地址

      B. 是否影響內存地址的引用計數

 

討論Struct與Class之前，我們先做好准備工作，首先分別創建一個Struct：【SNode】 與 Class：【CNode】

struct SNode {
    var Data: Int?
}

class CNode {
    var Data: Int?
}

下面我們通過代碼來理解兩者都有哪些異同： 

1、property初始化的不同

let snode = SNode(Data: 4) // struct可直接在構造函數中初始化property
print("snode.data:\(String(describing: snode.Data))")


let cnode = CNode()  // class不可直接在構造函數中初始化property
cnode.Data = 5 
print("cnode.data:\(String(describing: cnode.Data))")

     打印結果：

snode.data:Optional(4)
cnode.data:Optional(5)

     主要的差別就是 class 在初始化時不能直接把 property 放在 默認的constructor 的參數里，而是需要自己創建一個帶參數的constructor, 如：

class CNode {
    var Data: Int?

    init(data: Int) {
        self.Data = data
    }
}

let cnode = CNode.init(data: 5)

 

2、變量賦值方式不同（深淺copy）

// struct
let snode = SNode(Data: 4)
var snode1 = snode
snode1.Data = 5
print("snode.data:\(String(describing: snode.Data))\n snode1.data:\(String(describing: snode1.Data))")

    打印結果：

snode.data:Optional(4)
snode1.data:Optional(5)

    說明：struct 賦值“=”的時候，會copy一份完整相同的內容給另一個變量 --> 【開辟了新的內存地址】

// class
let cnode = CNode()
cnode.Data = 5
let cnode1 = cnode
cnode1.Data = 6
print("cnode.data:\(String(describing: cnode.Data))\n cnode1.data:\(String(describing: cnode.Data))")

    打印結果：

cnode.data:6
cnode1.data:6

    說明：class 賦值“=”的時候，不會copy一份完整的內容給另一個變量，只是增加了原變量內存地址的引用而已 --> 【沒有開辟了新的內存地址】

 

3、immutable 變量

     Swift 語言的特色之一就是可變動內容和不可變內容用 var 和 let 來甄別，如果初始為let的變量再去修改會發生編譯錯誤。

     struct也遵循這一特性

     class不存在這樣的問題：從上面的賦值代碼能很清楚的看出來。

 

4、mutating function

struct SNode {
    var Data: Int
}

extension SNode {
    mutating func changeData(vaule: Int) {
        self.Data = vaule
    }
}

class CNode {
    var Data: Int = 0
}

extension CNode {
    func changeData(vaule: Int) {
        self.Data = vaule
    }
}

     說明：struct 和 class 的差別是 struct 的 function 要去改變 property 的值的時候要加上 mutating，而 class 不用。

 

5、繼承

     struct不能繼承，class可以繼承。

 

6、struct比class更“輕量級”

     struct分配在棧中，class分配在堆中。

 

題外話：Swift 把 Struct 作為數據模型的注意事項

   優點：

   1、安全性：

因為 Struct 是用值類型傳遞的，它們沒有引用計數。

   2、內存：

由於他們沒有引用數，他們不會因為循環引用導致內存泄漏。

   3、速度:

 值類型通常來說是以棧的形式分配的，而不是用堆。因此他們比 Class 要快很多!  (http://stackoverflow.com/a/24243626/596821)

   4、拷貝：

 Objective-C 里拷貝一個對象,你必須選用正確的拷貝類型（深拷貝、淺拷貝）,而值類型的拷貝則非常輕松！

   5、線程安全

值類型是自動線程安全的。無論你從哪個線程去訪問你的 Struct ，都非常簡單。

 

   缺點：

   1、Objective-C

當你的項目的代碼是 Swift 和 Objective-C 混合開發時，你會發現在 Objective-C 的代碼里無法調用 Swift 的 Struct。因為要在 Objective-C 里調用 Swift 代碼的話，對象需要繼承於 NSObject。
Struct 不是 Objective-C 的好朋友。

   2、繼承

Struct 不能相互繼承。

   3、NSUserDefaults

Struct 不能被序列化成 NSData 對象。

 

所以：如果模型較小，並且無需繼承、無需儲存到 NSUserDefault 或者無需 Objective-C 使用時，建議使用 Struct。

• Why Choose Struct Over Class?

 

知識延伸：為什么訪問struct比class快？

“堆”和“棧”並不是數據結構上的Heap跟Stack，而是程序運行中的不同內存空間。棧是程序啟動的時候，系統事先分配的，使用過程中，系統不干預；堆是用的時候才向系統申請的，用完了需要交還，這個申請和交還的過程開銷相對就比較大了。

棧是編譯時分配空間，而堆是動態分配（運行時分配空間），所以棧的速度快。

從兩方面來考慮：

      1.分配和釋放：堆在分配和釋放時都要調用函數（MALLOC,FREE)，比如分配時會到堆空間去尋找足夠大小的空間（因為多次分配釋放后會造成空洞），這些都會花費一定的時間，而棧卻不需要這些。

      2.訪問時間：訪問堆的一個具體單元，需要兩次訪問內存，第一次得取得指針，第二次才是真正得數據，而棧只需訪問一次。