Swift-类和结构体（Class and Structures）（八）

时间：2016-05-12 17:28:06 阅读：223 评论：0 收藏：0 [点我收藏+]

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前言

与其他编程语言不通，Swift并不要求我们为自定义的类和结构体去创建独立的接口和实现文件。我们所要做的就是在一个单一文件中定义一个类或者结构体，系统将会自动生成面向其他代码的外部接口。
小节包含内内容：

列表内容
类和结构体的对比
结构体和枚举是值类型
类是引用类型
类和结构体的选择
字符串、数组、字典类型的赋值与复制行为

分条详述

类和结构体对比

首先，Swift中类和结构体有很多共同点，共同之处在于（PS：关于属性、方法、下标脚本、构造过程、扩展和协议，其实后面都会说到，教材中提供了书中的具体位置链接）：
- 定义属性用于存储值
- 定义方法用于提供功能
- 定义附属脚本用于访问值
- 定义构造器用于生成初始值
- 定义扩展用以增加默认实现的功能
- 事先协议以提供某种标准功能
与结构体相比，类还有如下的附加功能（PS：关于继承、类型转换、析构过程和自动引用计数，都是后面要说的内容）：
- 继承允许一个类继承另一个类的特征
- 类型转换允许运行时检查和解释一个类实例的类型
- 解构器允许一个类实例解释任何其被分配的资源
- 引用计数允许对一个类多次引用
结构体总是通过被复制的方式在代码中传递，不使用引用计数

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，并在一对大括号内定义他们的具体内容：
```
class SomeClass {
//  类内部实现
}
struct SomeStructure {
//  Structure definition goes here
}
```
每次定义一个新类，实际上都是定义了一个新的Swift类型，所以命名的时候注意规范，即命名时首字母大写，枚举也是如此。属性和方法名字首字母小写。命名时都要遵循驼峰命名法，并且起名字的时候尽量词能达意。
下面根据具体的例子来说明问题：
```
//  结构体，描述一个显示器的分辨率
struct Resolution {
var width = 0
var height = 0
}
//   类，描述一个视频显示器的特定模式
class VideoMode {
var resolution = Resolution()
var interfaced = false
var frameRate = 0.0
var name: String?
}
```
结构体和类都可以通过构造器语法来创建实例进行使用，构造器语法最简单的就是在类或者结构体名称后面添加小括号，构造时属性均会被初始化默认值。如：
```
//  构造结构体和类的实例
let someResolution = Resolution()
let someVideoMode = VideoMode()
```
可以通过点语法访问结构体或者类的属性或方法，并且当属性可变，即用var修饰时，可以改变属性值。相比于OC，Swift可以改变结构体或类的属性的子属性的值，而不需要为整个属性赋新值。
```
//  构造结构体和类的实例
var someResolution = Resolution()
let someVideoMode = VideoMode()
//  点语法访问属性并修改值
someResolution.height = 200
someVideoMode.frameRate = 12.12
someVideoMode.resolution.width = 300
```
注意，所有的结构体都有一个自动生成的成员逐一构造器，就是建立的时候为每个属性赋值。然而类并没有这个特性。只需在构造时输入左括号，自然会有提示。

结构体和枚举是值类型

值类型赋值给一个变量、常量或者被传递给一个函数时，其值会被拷贝，新拷贝的值和原来的值是完全隔离的，即他们的改变是独立的。在Swift中，整数、浮点数、布尔值、字符串、数组和字典，都是值类型，并且在底层都是以结构体的形式所实现。显然，结构体和枚举类型都是值类型。下面简单地代码很能说明问题：

//   值传递，对象以及所有属性都发生了拷贝
let someResolution = Resolution(width: 1920, height: 1080)
var anotherResolution = someResolution
anotherResolution.width = 2880
anotherResolution.height = 1600
//   通过输出结果，可以清晰体会到值传递是复制了另外一份数据
print(someResolution.height,someResolution.width)      //   1080     1920
print(anotherResolution.height, anotherResolution.width)   //  1600    2880

类是引用类型

与值类型不同，引用类型再被赋予到一个变量、常量或者被传递到一个函数时，其值不会被拷贝，因此引用是引的已存在的示例本身而不是拷贝。可以理解为多个指针指向同一个内存区域，任何一个指针对数据进行操作时，其他指针取到数据也是已经被修改的数据。如:
```
//  类是引用类型
let someVideoMode = VideoMode()
someVideoMode.frameRate = 2.05
someVideoMode.resolution.height = 300
let anotherVideoMode = someVideoMode
anotherVideoMode.frameRate = 99.99
anotherVideoMode.resolution.height = 2222
//  展示现在两个类属性的值
someVideoMode.frameRate        //   99.9999
someVideoMode.resolution.height       //   2222
anotherVideoMode.frameRate        //   99.999
anotherVideoMode.resolution.height    //   2222
```
观察上面代码会看到一个比较迷惑的地方，那就是已经使用 let 设置类实例，为什么还能修改它的值呢？如果结构体使用 let 修饰，是无法更改里面的值的。为什么呢？为什么呢？？原因很简单，因为类是引用类型，也就是说 someVideoMode 和 anotherVideoMode 本身并没有存储值，改变的仅仅是被引用的属性的值，他们本身的值并没有改变，所以可以用 let 修饰为常量来使用。

因为类是引用类型，有可能多个常量和变量幕后同时引用一个类实例。如果能够判断两个常量或者变量是否引用同一个类实例，将会很有帮助。为了达到这种目的，Swift内建了两个恒等运算符：
- 等价于（===）
- 不等价于（!==）
注意，”等价于“（用三个等号表示 ===）与等于（用两个等号表示 ==）的不同：
- “等价于”表示两个类类型（class type）的常量或者变量引用同一个类类型。
- “等于”表示两个实例的值“相等”或“相同”，判断时要遵照设计者定义的评判标准，因此，相对于“相等”来说，这事一种更合适的叫法。
类和结构体的选择

当考虑使用结构体合适使用类的时候，如果能用结构体，就果断使用结构体吧，尽量少的使用类。我在看atSwift第一届Swift开发者大会的时候，有好几个演讲人员都强调了这一点，能用结构体就不用类。在教材中，也是提供了什么情况下使用结构体效果更好。
按照通用的准则，当符合一条或多条以下条件时，请考虑使用结构体：
- 该数据结构主要目的是用来封装少量相关简书数据值。
- 有理由预计该数据结构的实例再被赋值或传递时，封装的数据将会被拷贝而不是被引用。
- 该数据结构图中存储的值类型属性，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，一下情境中适合使用结构体：
- 几何形状的大小，封装一个width属性和一个height属性，两者均为Double类型。
- 一定范围内的路径，封装一个start属性和一个length属性，两者均为Int类型。
- 三维坐标系内一点，封装 x/y/z 属性，三者均为Double类型。
教程中的话：在所有其他案例中，定义一个类，生成它的实例，并通过引用来管理和传递。实际上，这意味着绝大部分的自定义数据构造都应该是类，而非结构体。

其实，当教材和现实有了点冲突，我选择相信多用结构体。。。
关于Swift中的值传递和OC中的常用数据类型

在Swift中，所有值传递都是以拷贝的形式发生的，他们的低层都是由结构体实现的。这点和和OC中是不一样的。在Object-C中，NSString、NArray和NSDictionary中低层均以类的形式实现，它们在被赋值或者被传入参数时，不会发生值拷贝，而是传递现有实例的引用。

注意，以上对字符串、数组、字典的“拷贝”行为的描述，在代码中，好像拷贝行为看起来总会发生。然而，Swift在幕后只在绝对必要时才执行实际的拷贝。Swift管理所有值拷贝以确保性能最优化，所以没必要去回避赋值来保证性能最优化。