玩Swift,来自Java背景,为什么要选择Struct而不是Class?看起来它们是一样的东西,只不过Struct提供的功能更少。那为什么选择它呢?
当前回答
许多Cocoa api需要NSObject子类,这迫使你使用class。但除此之外,你可以使用以下苹果Swift博客中的案例来决定是使用struct / enum值类型还是类引用类型。
https://developer.apple.com/swift/blog/?id=10
其他回答
根据2015年非常流行的WWDC演讲,Swift中面向协议的编程(视频,文本),Swift提供了许多特性,使得结构在很多情况下比类更好。
如果结构相对较小且可复制,则更可取,因为复制比类中对同一个实例有多个引用要安全得多。当将一个变量传递给多个类和/或多线程环境时,这一点尤其重要。如果你总是可以将变量的副本发送到其他地方,你就不必担心其他地方会改变你下面变量的值。
使用Structs,不太需要担心内存泄漏或多个线程竞相访问/修改变量的单个实例。(对于更有技术头脑的人来说,例外情况是在闭包内捕获结构时,因为它实际上是在捕获实例的引用,除非您显式地将其标记为要复制)。
类也可能变得臃肿,因为一个类只能继承一个超类。这鼓励我们创建巨大的超类,其中包含许多不同的能力,而这些能力之间只有松散的关联。使用协议,特别是使用可以为协议提供实现的协议扩展,允许您消除实现此类行为所需的类。
演讲列出了优先使用类的这些场景:
复制或比较实例没有意义(例如,Window) 实例生命周期与外部效果(例如,TemporaryFile)相关联。 实例只是“接收器”——只写外部状态的管道(例如cgcontext)
这意味着结构应该是默认的,而类应该是备用的。
另一方面,Swift编程语言文档有些矛盾:
Structure instances are always passed by value, and class instances are always passed by reference. This means that they are suited to different kinds of tasks. As you consider the data constructs and functionality that you need for a project, decide whether each data construct should be defined as a class or as a structure. As a general guideline, consider creating a structure when one or more of these conditions apply: The structure’s primary purpose is to encapsulate a few relatively simple data values. It is reasonable to expect that the encapsulated values will be copied rather than referenced when you assign or pass around an instance of that structure. Any properties stored by the structure are themselves value types, which would also be expected to be copied rather than referenced. The structure does not need to inherit properties or behavior from another existing type. Examples of good candidates for structures include: The size of a geometric shape, perhaps encapsulating a width property and a height property, both of type Double. A way to refer to ranges within a series, perhaps encapsulating a start property and a length property, both of type Int. A point in a 3D coordinate system, perhaps encapsulating x, y and z properties, each of type Double. In all other cases, define a class, and create instances of that class to be managed and passed by reference. In practice, this means that most custom data constructs should be classes, not structures.
在这里,它声称我们应该只在特定的情况下默认使用类和使用结构。最后,您需要了解值类型与引用类型的实际含义,然后才能就何时使用结构或类做出明智的决定。此外,请记住,这些概念一直在发展,Swift编程语言文档是在面向协议编程演讲之前编写的。
从值类型和引用类型的角度来回答这个问题,从苹果博客的这篇文章来看,它看起来非常简单:
使用值类型[例如struct, enum]: 用==比较实例数据是有意义的 你希望副本有独立的状态 这些数据将在代码中跨多个线程使用 在以下情况下使用引用类型[例如class]: 比较实例标识和===是有意义的 您希望创建共享的、可变的状态
正如在那篇文章中提到的,没有可写属性的类将与结构体的行为相同,但有一点需要注意:结构体最适合线程安全模型——这是现代应用程序架构中日益迫切的需求。
在Swift中,引入了一种新的编程模式,称为面向协议编程。
创建型模式:
在swift中,Struct是一种自动克隆的值类型。因此,我们可以免费获得实现原型模式所需的行为。
而类是引用类型,在赋值过程中不会自动克隆。为了实现原型模式,类必须采用NSCopying协议。
浅拷贝只复制指向那些对象的引用,而深拷贝复制对象的引用。
为每种引用类型实现深度复制已成为一项乏味的任务。如果类包含进一步的引用类型,我们必须为每个引用属性实现原型模式。然后我们需要通过实现NSCopying协议复制整个对象图。
class Contact{
var firstName:String
var lastName:String
var workAddress:Address // Reference type
}
class Address{
var street:String
...
}
通过使用结构体和枚举,我们使我们的代码更简单,因为我们不需要实现复制逻辑。
这个答案最初是关于结构和类之间性能的差异。不幸的是,关于我使用的测量方法有太多的争议。我把它留在下面,但请不要过多地去理解它。我认为经过这么多年,在Swift社区中,struct(以及enum)由于其简单和安全而一直是首选。
如果性能对你的应用很重要,那就自己衡量。我仍然认为大多数时候结构性能更优越,但最好的答案就像有人在评论中说的那样:这要看情况。
===旧答案===
由于结构实例是在堆栈上分配的,而类实例是在堆上分配的,因此结构有时会快得多。
但是,您应该始终自己衡量它,并根据您独特的用例进行决定。
考虑下面的例子,它演示了使用结构和类包装Int数据类型的两种策略。我使用10个重复值是为了更好地反映现实世界,其中有多个字段。
class Int10Class {
let value1, value2, value3, value4, value5, value6, value7, value8, value9, value10: Int
init(_ val: Int) {
self.value1 = val
self.value2 = val
self.value3 = val
self.value4 = val
self.value5 = val
self.value6 = val
self.value7 = val
self.value8 = val
self.value9 = val
self.value10 = val
}
}
struct Int10Struct {
let value1, value2, value3, value4, value5, value6, value7, value8, value9, value10: Int
init(_ val: Int) {
self.value1 = val
self.value2 = val
self.value3 = val
self.value4 = val
self.value5 = val
self.value6 = val
self.value7 = val
self.value8 = val
self.value9 = val
self.value10 = val
}
}
func + (x: Int10Class, y: Int10Class) -> Int10Class {
return IntClass(x.value + y.value)
}
func + (x: Int10Struct, y: Int10Struct) -> Int10Struct {
return IntStruct(x.value + y.value)
}
使用以下方法来衡量性能
// Measure Int10Class
measure("class (10 fields)") {
var x = Int10Class(0)
for _ in 1...10000000 {
x = x + Int10Class(1)
}
}
// Measure Int10Struct
measure("struct (10 fields)") {
var y = Int10Struct(0)
for _ in 1...10000000 {
y = y + Int10Struct(1)
}
}
func measure(name: String, @noescape block: () -> ()) {
let t0 = CACurrentMediaTime()
block()
let dt = CACurrentMediaTime() - t0
print("\(name) -> \(dt)")
}
代码可以在https://github.com/knguyen2708/StructVsClassPerformance上找到
更新(2018年3月27日):
Swift 4.0, Xcode 9.2,在iPhone 6S, iOS 11.2.6上运行Release build, Swift编译器设置为-O -全模块优化:
类版本用时2.06秒 Struct版本耗时4.17e-08秒(快了50,000,000倍)
(我不再平均多次运行,因为方差非常小,低于5%)
注意:在没有整个模块优化的情况下,差异会小很多。如果有人能指出这面旗子到底是干什么的,我会很高兴。
更新(2016年5月7日):
Swift 2.2.1, Xcode 7.3,在iPhone 6S, iOS 9.3.1上运行Release build,平均运行5次,Swift编译器设置为-O -whole-module-optimization:
类版本花费了2.159942142s struct版本耗时5.83 e -08秒(快37,000,000倍)
注意:正如有人提到的,在现实场景中,一个结构中可能会有多个字段,我已经为结构/类添加了10个字段而不是1个字段的测试。令人惊讶的是,结果变化不大。
原始结果(2014年6月1日):
(在struct/class上运行,只有1个字段,而不是10个)
在Swift 1.2、Xcode 6.3.2、iPhone 5S和iOS 8.3上运行Release版本时,平均运行超过5次
类版本花费了9.788332333s Struct版本花费0.010532942秒(快900倍)
旧结果(未知时间)
(在struct/class上运行,只有1个字段,而不是10个)
在我的MacBook Pro上发布:
类版本花费了1.10082秒 struct版本花了0.02324秒(快了50倍)
以下是一些值得考虑的其他原因:
struct有一个自动初始化式,你根本不需要在代码中维护它。 struct MorphProperty { var类型:MorphPropertyValueType var键:字符串 var值:AnyObject enum MorphPropertyValueType { case字符串,Int, Double } } var m = MorphProperty(类型:.Int,键:“什么”,值:“blah”)
要在类中得到这个,你必须添加初始化式,并维护初始化式…
Basic collection types like Array are structs. The more you use them in your own code, the more you will get used to passing by value as opposed to reference. For instance: func removeLast(var array:[String]) { array.removeLast() println(array) // [one, two] } var someArray = ["one", "two", "three"] removeLast(someArray) println(someArray) // [one, two, three] Apparently immutability vs. mutability is a huge topic, but a lot of smart folks think immutability -- structs in this case -- is preferable. Mutable vs immutable objects
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