Swift值类型和引用类型

摘抄来自: objccn-swifter-tips

Swift 的类型分为值类型和引用类型两种,值类型在传递和赋值时将进行复制,而引用类型则只会 使用引用对象的一个 "指向"。Swift 中的 struct 和 enum 定义的类型是值类型,使用 class 定义 的为引用类型。很有意思的是,Swift 中的所有的内建类型都是值类型,不仅包括了传统意义像

Int , Bool 这些,甚至连 String , Array 以及 Dictionary 都是值类型的。这在程序设计上绝对 算得上一个震撼的改动,因为据我所知现在流行的编程语言中,像数组和字典这样的类型,几乎 清一色都是引用类型。

那么使用值类型有什么好处呢?相较于传统的引用类型来说,一个很显而易⻅的优势就是减少了 堆上内存分配和回收的次数。首先我们需要知道,Swift 的值类型,特别是数组和字典这样的容 器,在内存管理上经过了精心的设计。值类型的一个特点是在传递和赋值时进行复制,每次复制 肯定会产生额外开销,但是在 Swift 中这个消耗被控制在了最小范围内,在没有必要复制的时候, 值类型的复制都是不会发生的。也就是说,简单的赋值,参数的传递等等普通操作,虽然我们可 能用不同的名字来回设置和传递值类型,但是在内存上它们都是同一块内容。比如下面这样的代 码:



这么折腾一圈下来,其实我们只在第一句 a 初始化赋值时发生了内存分配,而之后的 b , c 甚 至传递到 test 方法内的 arr ,和最开始的 a 在物理内存上都是同一个东⻄。而且这个 a 还只 在栈空间上,于是这个过程对于数组来说,只发生了指针移动,而完全没有堆内存的分配和释放 的问题,这样的运行效率可以说极高。

值类型被复制的时机是值类型的内容发生改变时,比如下面在 b 中又加入了一个数,此时值复制 就是必须的了:



值类型在复制时,会将存储在其中的值类型一并进行复制,而对于其中的引用类型的话,则只复 制一份引用。这是合理的行为,因为我们不会希望引用类型莫名其妙地引用到了我们设定以外其 他对象:


虽然将数组和字典设计为值类型最大的考虑是为了线程安全,但是这样的设计在存储的元素或条 目数量较少时,给我们带来了另一个优点,那就是非常高效,因为 "一旦赋值就不太会变化" 这种 使用情景在 Cocoa 框架中是占有绝大多数的,这有效减少了内存的分配和回收。但是在少数情况 下,我们显然也可能会在数组或者字典中存储非常多的东⻄,并且还要对其中的内容进行添加或 者删除。在这时,Swift 内建的值类型的容器类型在每次操作时都需要复制一遍,即使是存储的都 是引用类型,在复制时我们还是需要存储大量的引用,这个开销就变得不容忽视了。幸好我们还 有 Cocoa 中的引用类型的容器类来对应这种情况,那就是 NSMutableArray 和 NSMutableDictionary 。

所以,在使用数组和字典时的最佳实践应该是,按照具体的数据规模和操作特点来决定到时是使 用值类型的容器还是引用类型的容器:在需要处理大量数据并且频繁操作 (增减) 其中元素时,选 择 NSMutableArray 和 NSMutableDictionary 会更好,而对于容器内条目小而容器本身数目多的情 况,应该使用 Swift 语言内建的 Array 和 Dictionary 。