【iOS 印象】Swift 中值類型與引用類型指北

整理譯自： When and How to Use Value and Reference Types in Swift

值類型（Value）與引用類型（Reference）

Swift 中結構體（struct）可定義屬性與方法，能夠指定初始化方法，實現協議，除了繼承，類（class）能作的，結構體幾乎都能作，那麼何時用結構體，何時用類就成了個問題，換句話說，就是在 Swift 中，什麼狀況應該用值類型，什麼狀況下用引用類型？

• 值類型：結構體（Struct）、枚舉（Enum）、元組（Tuple）
• 引用類型：類（Class）、函數（Function）

語義

• 值類型：變量與其所賦值分配的數據（值）邏輯統一，通常將其視爲儲存在棧（Stack）上，但實際上，一部分數據在 CPU 寄存器，其它一部分仍是分配在堆（Heap）上。能夠感性地將其理解爲，值類型的數據（值）被包含在了變量中，不可以單獨被操做。
  
• 引用類型：與值類型正好相反，變量與其分配的數據（實例）是分離的，引用類型的實例分配在堆（Heap）上，變量分配在棧上，僅持有該實例在內存中的地址，能夠有多個變量指向同一個實例，該實例可獨立地被其中任意指向它的變量操做。

// 值類型
struct CatStruct {
    var name: String
}

let a = CatStruct(name: "Whiskers")
var b = a
b.name = "Fluffy"

print(a.name)   // Whiskers
print(b.name)   // Fluffy

// 引用類型
class CatClass {
    init(name: String) {
        self.name = name
    }
    
    var name: String
}

let x = CatClass(name: "Whiskers")
let y = x
y.name = "Fluffy"

print(x.name)   // Fluffy
print(y.name)   // Fluffy複製代碼

可變性（Mutability）概念的不一樣

• 區分變量（variable）可變性與實例（instance）可變性
• 因爲值類型，變量與實例在邏輯上是統一體，所以值類型的變量可變性，即其實例的可變性
• 引用類型，變量與其所指向的實例是分離的，所以變量的可變性，僅僅表明其始終指向同一實例，不表明其實例的可變性，其實例中的具體數據（屬性）等仍保持其自身的可變性。

值類型的特性

• ​基於屬性的可等性（Attribute-based equality）
  
• 沒有身份標識與生命週期（Lack of Identity or lifecycle）
• 可替代性（Substitutability）
• 以上三個特性總結下來就是：5 美圓就是 5 美圓，到哪兒都是 5 美圓

值類型的優勢

• ​高效：引用類型在堆上分配，相比棧上分配開支更大。Swift 中，值類型基於其特性實現了 copy on write，即當可變值類型真正發生改變那一刻時纔會爲其分配內存空間。
  
• 無反作用（可預測）：不一樣於引用類型的實例可被多個變量引用並操做，值類型的特性能夠有效避免代碼的反作用。
• 線程安全
• 沒有內存泄露的問題
• 易測試

值類型與引用類型在應用開發中如何設計使用

1. ​引用類型用於構建有身份標識（identity）的模型實體（model entity）
   
2. • 若該狀況下采用值類型，則易形成同一身份標識的數據（屬性）不一致問題
3. 值類型用於封裝狀態，暴露行爲，表述業務邏輯
4. 使用環境很是重要
5. 基於屬性的可等性的測試
6. 值類型與引用類型的組合使用
7. • ​將對象構造在值的基礎上
     

總結

Swift 中提供了強大而高效的值類型，讓咱們的一部分代碼可以更高效、無反作用，而且線程安全。在理解了值類型與引用類型的區別的前提下，組合這兩種數據類型，更好更高效地達成應用目標。