指南:类和结构体(Classes and Structures)

类和结构体对比(Comparing Classes and Structures)

类和结构体共同点

  • 定义属性用于存储值
  • 定义方法用于提供功能
  • 定义下标访问方式来获取值
  • 定义构造器用于生成初始化值
  • 通过扩展以增加方法
  • 实现协议以提供某种标准功能

类的特有功能

  • 继承允许一个类继承另一个类的特征
  • 类型转换允许在运行时检查和解释一个类实例的类型
  • 析构器允许一个类实例释放任何其所被分配的资源
  • 引用计数允许对一个类的多次引用

定义语法(Definition Syntax)

  • 类和结构体有着类似的定义方式。通过关键字class和struct来分别表示类和结构体,并在一对大括号中定义它们的具体内容。
  • 类或者结构体使用UpperCamelCase这种方式来命名(如SomeClass和SomeStructure等),以便符合标准 Swift 类型的大写命名风格(如String,Int和Bool)。
  • 使用lowerCamelCase这种方式为属性和方法命名(如framerate和incrementCount),以便和类型名区分。
  • 存储属性是被捆绑和存储在类或结构体中的常量或变量。

计算属性是从存储属性计算出来的

  • 可选值属性会被自动赋予一个默认值nil,可以没有初始值

类和结构体实例(Class and Structure Instances)

  • 结构体和类都使用构造器语法来生成新的实例。
  • 构造器语法的最简单形式是在结构体或者类的类型名称后跟随一对空括号。通过这种方式所创建的类或者结构体实例,其属性均会被初始化为默认值。

属性访问(Accessing Properties)

  • 通过使用点语法(dot syntax)访问实例的属性。

没有set和get函数

  • 可以使用点语法为变量属性赋值。

Swift 允许直接设置结构体属性的子属性,Object-C不可以。

  • 对于子属性,也是通过点语法访问。

结构体类型的成员逐一构造器(Memberwise Initializers for Structure Types)

  • 所有结构体都有一个自动生成的成员逐一构造器,用于初始化新结构体实例中成员的属性。新实例中各个属性的初始值可以通过属性的名称传递到成员逐一构造器之中。
  • 与结构体不同,类实例没有默认的成员逐一构造器。
struct Resolution {
    var width = 0
    var height = 0
}

class VideoMode {
    var resolution = Resolution()
    var interlaced = false
    var frameRate = 0.0
    var name: String?
}

let someResolution = Resolution()
let someVideoMode = VideoMode()

print("The width of someResolution is \(someResolution.width)")
// 输出 "The width of someResolution is 0"

print("The width of someVideoMode is \(someVideoMode.resolution.width)")
// 输出 "The width of someVideoMode is 0"

someVideoMode.resolution.width = 1280   // 这个在OC中是不允许的
print("The width of someVideoMode is now \(someVideoMode.resolution.width)")
// 输出 "The width of someVideoMode is now 1280"

let vga = Resolution(width:640, height: 480)

结构体和枚举是值类型(Structures and Enumerations Are Value Types)

  • 值类型被赋予给一个变量、常量或者被传递给一个函数的时候,其值会被拷贝。
  • 在 Swift 中,所有的基本类型:整数(Integer)、浮点数(floating-point)、布尔值(Boolean)、字符串(string)、数组(array)和字典(dictionary),都是值类型,并且在底层都是以结构体的形式所实现。
  • 在 Swift 中,所有的结构体和枚举类型都是值类型。这意味着它们的实例,以及实例中所包含的任何值类型属性,在代码中传递的时候都会被复制。
let hd = Resolution(width: 1920, height: 1080)
var cinema = hd  // 这里不能用let,值类型,是copy

cinema.width = 2048

print("cinema is now  \(cinema.width) pixels wide")
// 输出 "cinema is now 2048 pixels wide"

print("hd is still \(hd.width) pixels wide")
// 输出 "hd is still 1920 pixels wide"
enum CompassPoint {
    case North, South, East, West
}
var currentDirection = CompassPoint.West
let rememberedDirection = currentDirection
currentDirection = .East
if rememberedDirection == .West {
    print("The remembered direction is still .West")
}
// 输出 "The remembered direction is still .West"

类是引用类型(Classes Are Reference Types)

  • 与值类型不同,引用类型在被赋予到一个变量、常量或者被传递到一个函数时,其值不会被拷贝。因此,引用的是已存在的实例本身而不是其拷贝。
  • 类的实例变量可以用let修饰,其属性用var修饰,仍然可以改变。

结构体不行

  • 因为类是引用类型,有可能有多个常量和变量在幕后同时引用同一个类实例。

对于结构体和枚举来说,这并不成立。因为它们作为值类型,在被赋予到常量、变量或者传递到函数时,其值总是会被拷贝。

  • 检测两个常量或者变量是否引用同一个实例
  • 等价于(===)
  • 不等价于(!==)
  • “等于”(==)表示两个实例的值“相等”或“相同”,判定时要遵照设计者定义的评判标准,因此相对于“相等”来说,这是一种更加合适的叫法。
  • 在定义类和结构体的时候,需要决定判定两个实例“相等”的标准。
  • ( ==)是类和结构体共有的概念,等价于(===)是类特有的概念
  • (==) 需要实现Equatable协议
  • Swift 中的引用与其它的常量或变量的定义方式相同let和var。不直接指向某个内存地址,不要求使用星号(*)创建。
let tenEighty = VideoMode()   // 类(引用类型)用let可以改成员(var的成员);结构(值类型)就不行,这里要用var
tenEighty.resolution = hd
tenEighty.interlaced = true
tenEighty.name = "1080i"
tenEighty.frameRate = 25.0

let alsoTenEighty = tenEighty
alsoTenEighty.frameRate = 30.0

print("The frameRate property of tenEighty is now \(tenEighty.frameRate)")
// 输出 "The frameRate property of theEighty is now 30.0"

if tenEighty === alsoTenEighty {
    print("tenEighty and alsoTenEighty refer to the same Resolution instance.")
}
//输出 "tenEighty and alsoTenEighty refer to the same Resolution instance."

类和结构体的选择(Choosing Between Classes and Structures)

按照通用的准则,当符合一条或多条以下条件时,请考虑构建结构体。

  • 该数据结构的主要目的是用来封装少量相关简单数据值。
  • 有理由预计该数据结构的实例在被赋值或传递时,封装的数据将会被拷贝而不是被引用。
  • 该数据结构中储存的值类型属性,也应该被拷贝,而不是被引用。
  • 该数据结构不需要去继承另一个既有类型的属性或者行为。

举例来说,以下情境中适合使用结构体:

  • 几何形状的大小,封装一个width属性和height属性,两者均为Double类型。
  • 一定范围内的路径,封装一个start属性和length属性,两者均为Int类型。
  • 三维坐标系内一点,封装x,y和z属性,三者均为Double类型。
  • 结构体更侧重于定义数据类型,类更偏向于定义行为
  • 主观感觉上结构体要比类小一点,简单一点。类中包含一个结构体是合理的;而结构体中包含类不是非常好的设计。
  • MVVM架构中,Model和ViewModel应该用结构体比较合适,一个是传输数据结构,一个是界面显示数据结构。而从网络取数据,一些业务逻辑等,还是用一个xxxLogic类来做比较合适。xxxLogic类包含xxxModel和xxxViewModel成员,以组合思路实现业务逻辑,从架构层面,更符合人简单的认知行为
  • Model定义成类,由于当前Swift兼容Object-C,就可以用上runtime的一些特性,比如Dictionary转Model。目前这已经快成主流做法了,对于程序员,可以偷懒,也可以“炫耀”一下对runtime的熟练使用。本人对这块不感冒,对于runtime的灵活性,更担忧这种动态特性带来的安全隐患,对这一块持保留态度。
  • 从灵活性的角度,Swift提供了对泛型的支持,只是目前这块的发展还不够成熟,期待开源社区在这方面的进步。

字符串(String)、数组(Array)、和字典(Dictionary)类型的赋值与复制行为(Assignment and Copy Behavior for Strings, Arrays, and Dictionaries)

  • Swift 中,许多基本类型,诸如String,Array和Dictionary类型均以结构体的形式实现。这意味着被赋值给新的常量或变量,或者被传入函数或方法中时,它们的值会被拷贝。
  • Objective-C 中NSString,NSArray和NSDictionary类型均以类的形式实现,而并非结构体。它们在被赋值或者被传入函数或方法时,不会发生值拷贝,而是传递现有实例的引用。

NSString用copy修饰,是为了得到值类型的特性

  • Swift 在幕后只在绝对必要时才执行实际的拷贝。Swift 管理所有的值拷贝以确保性能最优化,没必要去回避赋值来保证性能最优化。
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