Swift 枚舉-從匯編角度看枚舉內存結構

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一、基本使用

先看枚舉的幾種使用(暫不要問,看看是否都能看懂,待會會逐一講解)

1、操作一簡單使用

//第一種方式
enum Direction {
    case east
    case west
    case south
    case north
    
    func testDir() -> String {
        switch self {
        case .east:
            return "東邊"
        case .west:
            return "西邊"
        case .south:
            return "南邊"
        case .north:
            return "北邊"
        }
    }
}

//第二種方式
enum Direction1 {
    case east, west, south, north
    
    func testDir() -> String {
        switch self {
        case .east:
            return "東邊"
        case .west:
            return "西邊"
        case .south:
            return "南邊"
        case .north:
            return "北邊"
        }
    }
}

var dir = Direction.east
dir = .north
var dir1 = Direction1.east
dir1 = .north

第一種和第二種完全一樣。

2、操作二關聯值(Associated Values)

關聯值(Associated Values)將枚舉的成員值跟其他類型的值關聯存儲在一起，非常有用！

2.1 關聯值示例1

enum Score {
    case points(Int)
    case grade(Character)
}
var score = Score.points(98)
score = .grade("A")

func testScore() {
    switch score {
    case let .points(i):
        print(i,"points")
    case let .grade(i):
        print("grade",i)
    }
}

2.2 關聯值示例2

enum Date {
    case digit(year: Int, month: Int, day: Int)
    case string(String)
}

var date = Date.digit(year: 2011, month: 9, day: 10)
date = .string("2011-09-10")

func testDate() {
    switch date {
    case .digit(let year, let month, let day):
        print(year, month, day)
    case let .string(value):
        print(value)
    }
}

2.3 關聯值示例3

手機密碼方式有以下兩種，可以用枚舉表示，用關聯值表示，圖如下：

上面的圖可以用關聯值枚舉表示如下

enum Password {
    case number(Int, Int, Int, Int)
    case gesture(String)
}

var pwd = Password.number(1, 3, 7, 8)
pwd = .gesture("1378")

func testPwd() {
    switch pwd {
    case let .number(n1, n2, n3, n4):
        print("number is ", n1, n2, n3, n4)
    case let .gesture(str):
        print("gesture is " ,str)
    }
}

3、操作三原始值(Raw Values)

原始值：枚舉成員可以使用相同類型的默認值預先對應，默認值叫做原始值，原始值不占用枚舉變量的內存

enum PokerSuit: Character {
    case spade = "黑"
    case heart = "紅"
    case diamond = "方"
    case club = "花"
}

var suit = PokerSuit.spade
print(suit.rawValue)//黑
print(PokerSuit.club.rawValue)//花

4、隱式原始值(Implicitly Assigned Raw Values)

如果枚舉的原始值是Int，String，Swift會自動分配原始值，和成員值一樣

4.1 隱式原始值示例1

Direction和Direction1意義是一樣的

enum Direction: String {
    case north = "north"
    case south = "south"
    case east  = "east"
    case west  = "west"
}

enum Direction1: String {
    case north, south, east, west
}

print(Direction.north) //north
print(Direction1.north.rawValue)// north

4.2 隱式原始值示例2

Int類型，默認為0開始

enum Season: Int {
    case spring, summer, autumn, winter
}
print(Season.spring.rawValue) // 0
print(Season.summer.rawValue) // 1
print(Season.autumn.rawValue) // 2
print(Season.winter.rawValue) //3

4.3 隱式原始值示例3

enum Season: Int {
    case spring = 1, summer, autumn = 4, winter
}
print(Season.spring.rawValue) // 1
print(Season.summer.rawValue) // 2
print(Season.autumn.rawValue) // 4
print(Season.winter.rawValue) //5

上面講述枚舉的基本使用,下面我們將進入核心內容-從匯編的角度來看枚舉的內存!!

二、匯編角度看枚舉內存

示例1: 簡單實用-通過下面代碼查看枚舉實例占用多少內存字節等

enum TestEnum {
    case test1, test2, test3
}

var t = TestEnum.test1
t = .test2
t = .test3

通過MemoryLayout查看內存大小

enum TestEnum {
    case test1, test2, test3
}

var t = TestEnum.test1
t = .test2
t = .test3
print(MemoryLayout<TestEnum>.size) //TestEnum實際占用內存空間
print(MemoryLayout<TestEnum>.stride)//系統分配給TestEnum的內存空間
print(MemoryLayout<TestEnum>.alignment)//對齊參數

運行結果如下

其實Swift還是很聰明的,僅僅使用一個字節來判斷對象的不同,下面窺探test1,test2,test3的內存

因為Swift不支持枚舉看底層的,所以通過一個內存訪問小工具查看內存地址,然后通過內存地址查看內存布局

拿到內存地址后,可以通過view memory查看內容

將地址0x0000000100006660輸入進去

因為通過上面發現占用一個字節,所以看第一個字節存儲的為00,t為test1時

將斷點向后移,看t = test2時,t的內存存儲的時

再次看下t = test2 內存存儲的值為

最后看下t = test3內存存儲為

這種形式的枚舉定義形式占用一個字節,可以代表的枚舉范圍也就是0x00-0xFF共256個case,足以表示所有情況的枚舉窮舉啦!

從示例1中,當枚舉里面僅僅是case多個對象,枚舉內存僅僅會分配1個字節來存儲各個case,case對應的為0,1,2……

示例2 帶有原始值

enum TestEnum: Int {
    case test1 = 1, test2 = 2, test3 = 3
}
var t = TestEnum.test1
t = .test2
t = .test3

觀察上面帶有原始值枚舉分配內存和占用內存情況

從最上面講述帶有原始值的枚舉(紅色標記)原始值不占用枚舉變量的內存

所以僅僅需要1個字節來區分test1, test2,test3,我們再來看一個test2,看內存存儲的是多少

看出test2存儲的是依然是1,和原始值內容沒有任何關系,存儲和示例1沒有區別,再次印證了,原始值不占用枚舉變量的內存,不影響枚舉內存結構和存儲

示例3 帶有關聯值的枚舉內存結構

關聯值從上面基本使用得出關聯值(Associated Values)將枚舉的成員值跟其他類型的值關聯存儲在一起

enum TestEnum {
    case test1(Int, Int, Int)
    case test2(Int, Int)
    case test3(Int)
    case test4(Bool)
    case test5
}
var t = TestEnum.test1(1, 2, 3)
t = .test2(4, 5)
t = .test3(6)
t = .test4(true)
t = .test5