swift學習筆記（9）-結構體和類

結構體和類對比

Swift 中類和結構體有很多共同點。共同處在於：
* 定義屬性用於存儲值
* 定義方法用於提供功能
* 定義下標操作使得可以通過下標語法來訪問實例所包含的值
* 定義構造器用於生成初始化值
* 通過擴展以增加默認實現的功能
* 實現協議以提供某種標準功能

與結構體相比，類還有如下的附加功能：
* 繼承允許一個類繼承另一個類的特徵
* 類型轉換允許在運行時檢查和解釋一個類實例的類型
* 析構器允許一個類實例釋放任何其所被分配的資源
* 引用計數允許對一個類的多次引用
注意
* 構體總是通過被複制的方式在代碼中傳遞，不使用引用計數。

定義語法

類和結構體有着類似的定義方式。我們通過關鍵字class和struct來分別表示類和結構體，並在一對大括號中定義它們的具體內容：

class SomeClass {
    // 在這裏定義類
}
struct SomeStructure {
    // 在這裏定義結構體
}

注意
在你每次定義一個新類或者結構體的時候，實際上你是定義了一個新的 Swift 類型。因此請使用UpperCamelCase這種方式來命名（如SomeClass和SomeStructure等），以便符合標準 Swift 類型的大寫命名風格（如String，Int和Bool）。相反的，請使用lowerCamelCase這種方式爲屬性和方法命名（如framerate和incrementCount），以便和類型名區分。

以下是定義結構體和定義類的示例：

struct Resolution {
    var width = 0
    var height = 0
}
class VideoMode {
    var resolution = Resolution()
    var interlaced = false
    var frameRate = 0.0
    var name: String?
}

類和結構體實例

Resolution結構體和VideoMode類的定義僅描述了什麼是Resolution和VideoMode。它們並沒有描述一個特定的分辨率（resolution）或者視頻模式（video mode）。爲了描述一個特定的分辨率或者視頻模式，我們需要生成一個它們的實例。

let someResolution = Resolution()
let someVideoMode = VideoMode()

結構體和類都使用構造器語法來生成新的實例。構造器語法的最簡單形式是在結構體或者類的類型名稱後跟隨一對空括號，如Resolution()或VideoMode()。通過這種方式所創建的類或者結構體實例，其屬性均會被初始化爲默認值。構造過程章節會對類和結構體的初始化進行更詳細的討論。

屬性訪問

通過使用點語法，你可以訪問實例的屬性。其語法規則是，實例名後面緊跟屬性名，兩者通過點號(.)連接：

print("The width of someResolution is \(someResolution.width)")
// 打印 "The width of someResolution is 0"

在上面的例子中，someResolution.width引用someResolution的width屬性，返回width的初始值0。

你也可以訪問子屬性，如VideoMode中Resolution屬性的width屬性：

print("The width of someVideoMode is \(someVideoMode.resolution.width)")
// 打印 "The width of someVideoMode is 0"
你也可以使用點語法爲變量屬性賦值：

someVideoMode.resolution.width = 1280
print("The width of someVideoMode is now \(someVideoMode.resolution.width)")
// 打印 "The width of someVideoMode is now
1280"

注意
與 Objective-C 語言不同的是，Swift 允許直接設置結構體屬性的子屬性。上面的最後一個例子，就是直接設置了someVideoMode中resolution屬性的width這個子屬性，以上操作並不需要重新爲整個resolution屬性設置新值。

結構體類型的成員逐一構造器

所有結構體都有一個自動生成的成員逐一構造器，用於初始化新結構體實例中成員的屬性。新實例中各個屬性的初始值可以通過屬性的名稱傳遞到成員逐一構造器之中：

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

與結構體不同，類實例沒有默認的成員逐一構造器。

結構體和枚舉是值類型

值類型被賦予給一個變量、常量或者被傳遞給一個函數的時候，其值會被拷貝。
在 Swift 中，所有的基本類型：整數（Integer）、浮點數（floating-point）、布爾值（Boolean）、字符串（string)、數組（array）和字典（dictionary），都是值類型，並且在底層都是以結構體的形式所實現。

let hd = Resolution(width: 1920, height: 1080)
var cinema = hd

cinema.width = 2048

這裏，將會顯示cinema的width屬性確已改爲了2048：

print("cinema is now  \(cinema.width) pixels wide")
// 打印 "cinema is now 2048 pixels wide"
然而，初始的hd實例中width屬性還是1920：

print("hd is still \(hd.width) pixels wide")
// 打印 "hd is still 1920 pixels wide"

在將hd賦予給cinema的時候，實際上是將hd中所存儲的值進行拷貝，然後將拷貝的數據存儲到新的cinema實例中。結果就是兩個完全獨立的實例碰巧包含有相同的數值。由於兩者相互獨立，因此將cinema的width修改爲2048並不會影響hd中的width的值。

類是引用類型

與值類型不同，引用類型在被賦予到一個變量、常量或者被傳遞到一個函數時，其值不會被拷貝。因此，引用的是已存在的實例本身而不是其拷貝。

請看下面這個示例，其使用了之前定義的VideoMode類：

let tenEighty = VideoMode()
tenEighty.resolution = hd
tenEighty.interlaced = true
tenEighty.name = "1080i"
tenEighty.frameRate = 25.0

let alsoTenEighty = tenEighty
alsoTenEighty.frameRate = 30.0

因爲類是引用類型，所以tenEight和alsoTenEight實際上引用的是相同的VideoMode實例。換句話說，它們是同一個實例的兩種叫法。

下面，通過查看tenEighty的frameRate屬性，我們會發現它正確的顯示了所引用的VideoMode實例的新幀率，其值爲30.0：

print("The frameRate property of tenEighty is now \(tenEighty.frameRate)")
// 打印 "The frameRate property of theEighty is now 30.0"

需要注意的是tenEighty和alsoTenEighty被聲明爲常量而不是變量。然而你依然可以改變tenEighty.frameRate和alsoTenEighty.frameRate，因爲tenEighty和alsoTenEighty這兩個常量的值並未改變。它們並不“存儲”這個VideoMode實例，而僅僅是對VideoMode實例的引用。所以，改變的是被引用的VideoMode的frameRate屬性，而不是引用VideoMode的常量的值。

恆等運算符

因爲類是引用類型，有可能有多個常量和變量在幕後同時引用同一個類實例。（對於結構體和枚舉來說，這並不成立。因爲它們作爲值類型，在被賦予到常量、變量或者傳遞到函數時，其值總是會被拷貝。）

如果能夠判定兩個常量或者變量是否引用同一個類實例將會很有幫助。爲了達到這個目的，Swift 內建了兩個恆等運算符：

等價於（===）
不等價於（!==）
運用這兩個運算符檢測兩個常量或者變量是否引用同一個實例：

if tenEighty === alsoTenEighty {
    print("tenEighty and alsoTenEighty refer to the same Resolution instance.")
}
//打印 "tenEighty and alsoTenEighty refer to the same Resolution instance."

請注意，“等價於”（用三個等號表示，===）與“等於”（用兩個等號表示，==）的不同：

“等價於”表示兩個類類型（class type）的常量或者變量引用同一個類實例。
“等於”表示兩個實例的值“相等”或“相同”，判定時要遵照設計者定義的評判標準，因此相對於“相等”來說，這是一種更加合適的叫法。
當你在定義你的自定義類和結構體的時候，你有義務來決定判定兩個實例“相等”的標準。在章節等價操作符中將會詳細介紹實現自定義“等於”和“不等於”運算符的流程。

指針

如果你有 C，C++ 或者 Objective-C 語言的經驗，那麼你也許會知道這些語言使用指針來引用內存中的地址。一個引用某個引用類型實例的 Swift 常量或者變量，與 C 語言中的指針類似，但是並不直接指向某個內存地址，也不要求你使用星號（*）來表明你在創建一個引用。Swift 中的這些引用與其它的常量或變量的定義方式相同。

類和結構體的選擇

在你的代碼中，你可以使用類和結構體來定義你的自定義數據類型。

然而，結構體實例總是通過值傳遞，類實例總是通過引用傳遞。這意味兩者適用不同的任務。當你在考慮一個工程項目的數據結構和功能的時候，你需要決定每個數據結構是定義成類還是結構體。

按照通用的準則，當符合一條或多條以下條件時，請考慮構建結構體：

• 該數據結構的主要目的是用來封裝少量相關簡單數據值。
• 有理由預計該數據結構的實例在被賦值或傳遞時，封裝的數據將會被拷貝而不是被引用。
• 該數據結構中儲存的值類型屬性，也應該被拷貝，而不是被引用。
• 該數據結構不需要去繼承另一個既有類型的屬性或者行爲。

注意
以上是對字符串、數組、字典的“拷貝”行爲的描述。在你的代碼中，拷貝行爲看起來似乎總會發生。然而，Swift 在幕後只在絕對必要時才執行實際的拷貝。Swift 管理所有的值拷貝以確保性能最優化，所以你沒必要去迴避賦值來保證性能最優化。