Swift3.0类和结构体(Classes and Structures)

和其他语言不同的是,Swift不需要为自定义的类和结构体创建接口和实现文件。只需要创建单一文件用来创建类和结构体,其他的外部接口的代码系统会自动生成。

通常一个类的实例会称为对象。相比于其他语言,Swift中的类和结构体更加密切,这一章中讨论的大部分功能都是可以用在类和结构体上,所以,这里主要使用实例而不是对象(这句话不是很理解)。

类和结构体的对比(Comparing Classes and Structures)

类和结构体在Swift中有很多相同点:

  • 定义属性来存储值
  • 定义方法来提供功能
  • 定义下标来提供通过下标语法来访问其实例所包含的值
  • 定义构造器(Initializer)来生成初始化值
  • 在默认实现的功能的基础上进行扩展
  • 实现协议来提供某种标准功能

和结构体相比,类多了一些附加功能:

  • 继承允许一个类继承另一个类的特性
  • 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(Deinitializer)允许一个类实例释放任何其所分配的资源
  • 引用计数允许对一个类的多次引用

注意
结构体总是通过复制的方式在代码中传递,所以并不使用引用计数。

定义语法(Definition Syntax)

类和结构体有相似的定义语法:

class SomeClass {
    //类的主体放在这
} 
struct SomeStructure {
    //结构体的主体放在这
}
Definition Syntax🌰

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

生成类和结构体的实例的方法也非常相似:


Class and Structure Instances🌰

结构体和类都使用构造器语法来生成新的实例。构造器语法最简单的形式就是在后面跟一对空白的括号,这样生成的实例的属性都会被初始化为默认值。

访问属性(Accessing Properties)

可以通过点语法来访问实例的属性:


Accessing Properties🌰

不像 OC ,Swift 允许直接设置结构体属性的子属性。

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

所有的结构体都有一个自动生成的成员逐一构造器,用来初始化结构体实例中的成员属性:

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

与结构体不同,类的实例没有默认的成员逐一构造器。

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常量(变量)或传递给一个函数的时候,其值会被拷贝。

在之前的文章里,已经使用了大量的值类型。事实上,在Swift中的所有基础类型都是值类型:整型、浮点型、布尔型、字符串、数组、字典,并且底层都是以结构体的形式实现的。

所有的结构体和枚举在Swift中都是值类型,这就意味着任何创建的结构体和枚举,以及实例中包含的任何值类型属性,都是通过复制在代码中传递的。


Value Types 🌰

枚举也是相同的准则:


枚举也是一样的🌰

类是引用类型(Classes Are Reference Types)

和值类型不同,引用类型在被赋予到一个变量(常量)或被传递到一个函数时,值不会被拷贝。所以,引用的是已经存在的实例本身而不是其拷贝:


Classes Are Reference Types 🌰

注意
虽然 tenEighty 和 alsoTenEighty 被声名为常量,但是你依旧可以改变其属性,这就是因为这两个常量的值并没有改变。它们只是对VideoMode实例的引用。

恒等运算符(Identity Operators)

因为类是引用类型,所以就可能出现多个常量(变量)同时引用一个类实例。如果能判断两个常量(变量)是否是引用同一个实例的话就很有用了,所以Swift就出现了这么两个恒等运算符:

  • 等价于 (===)
  • 不等价于 (!==)
Identity Operators🌰

注意
『等价于』(===)与『等于』(==)是不一样的:

  • 『等价于』的意思是两个类类型的常量(变量)是否引用同一个实例。
  • 『等于』的意思是两个实例的值是否 "相等",判断的时候应该遵循设计这定义的评判标准。

当在定义自定义类和结构体的时候,是有责任来判断两个实例 "相等" 的标准的。

指针(Pointers)

像C, C++, OC中,指针都是用来引用内存中的地址。一个引用某个引用类型实例的常量(变量),与C语言中的指针类似,但是并不直接指向某个内存地址,同时也不需要星号(*)来表明你在创建一个引用。

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

因为结构体实例是通过值传递,而类实例是通过引用传递,显而易见,这两种类型针对这不同的任务。

一般情况下,满足一条以上的条件是,会考虑构建结构体:

  • 数据结构主要的目的就是封装一些简单的数据值。
  • 有理由预计该数据结构的实例在被赋值或者传递的时候,封装的数据是要进行拷贝而不是引用。
  • 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。

举几个小🌰来说一下适合结构体的情况:

  • 集合图像的尺寸,封装了 width 和 height 属性,两属性的类型都是 Double。
  • 在一定范围内的路径,封装一个 start 属性和一个 length 属性,两属性的类型都是 Int。
  • 一个点在三维坐标系中,封装 x, y, z 属性,均为 Double。

在其他的情况下,定义类,生成一个类的实例,并通过引用来管理和传递。也就是说,在绝大部分的自定义数据构造都应该是类,而并不是结构体。

字符串、数组和字典的赋值和复制行为(Assignment and Copy Behavior for Strings, Arrays, and Dictionaries)

Swift中这些类型都是结构体的形式表现出来。但是在 OC 中,NSString, NSArray 和 NSDictionary 都是以类的形式表现出来的,所以它们在赋值或被传入函数或方法时,不会发生值拷贝,而是传递。

注意
以上是对字符串、数组、字典的 "拷贝" 行为的描述。在你的代码中,拷贝行为看起来似乎总会发生。然而,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,所以你没必要去回避赋值来保证性能最优化。

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