Swift类和结构体

在C++中，相信不会有太多人去详细考究结构体和类的区别，因为二者关系实在不大。但在Swift中，结构体和类的关系非常大，它们的组成部分都包括：初始化器、实例方法、实例属性、类型属性、类型方法等等；二者也自然有很多的不同点，最大的不同点要数「类是引用类型，结构体是值类型」。本文着重对比阐述类和结构体的本质区别和它们的使用。

类和结构体对比

在Swift中，类和结构体有很多的共同点，包括：

• Define properties to store values.
• Define methods to provide functionality.
• Define subscripts to provide access to their values using subscript syntax.
• Define initializers to set up their initial state.
• Be extended to expend their functionality beyond a default implementation.
• Conform to protocols to provide standard functionality of a certain kind.

和结构体相比，类还具有一些结构体不具备的特性：

• Inheritance enables one class to inherit the characteristics of another.（结构体是不允许继承或被继承的）
• Type casting enables you to check and interpret the type of a class instance at runtime.（结构体不存在多态，自然不存在所谓的「类型转换」了）
• Deinitializers enable an instance of a class to free up any resources it has assigned.
• Reference counting allows more than one reference to a class instance.

类和结构体的定义

类和结构体有着类似的定义方式。我们通过关键字class和struct来分别表示类和结构体，并在一对大括号{}中定义它们的具体内容，如下定义了一个结构体类型Resolution（用来描述一个显示器的像素分辨率）和一个类类型VideoMode（用来描述一个视频显示器的特定模式）：

struct Resolution {
var width = 0
var height = 0
}

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

实例以及属性访问

定义结构体和类实例语法几乎一样：

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

和其他大多数语言一样，访问实例的属性使用.操作符。但是与OC不同的是，Swift允许直接设置结构体属性的子属性（在OC中可不允许），如下：

println("The width of someVideoMode is \(someVideoMode.resolution.widt
h)")
// 输出 "The width of someVideoMode is 0"
someVideo.resolution.width = 12880
println("The width of someVideoMode is now \(someVideoMode.resolution.
width)")
// 输出 "The width of someVideoMode is now 1280"

结构体的逐一成员构造器

Swift为类和结构体都提供了默认的初始化构造器，其中有一个为结构体特别提供的默认构造器叫「逐一成员构造器」（memberwise initializer）。简而言之，使用该构造器，在创建实例时可以通过属性的名称设置它们的属性值，如下：

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

更多关于结构体的「逐一成员构造器」信息，参考这里。

值类型和引用类型

类是引用类型

众所周知，类类型是「引用类型」。换句话说，对类类型变量赋值（譬如函数/方法的参数传值、返回值、变量赋值等），实际上操作的只是对象指针的拷贝。

结构体和枚举都是值类型

与「引用类型」对应的是「值类型」。值类型被赋予给一个变量，常数或者本身被传递给一个函数的时候，实际上操作的是对其进行拷贝。

在Swift中，所有的基本类型都是值类型。换句话说，整型、浮点型、布尔值、字符串、数组、set、字典都是值类型，更进一步说，它们都是「结构体」类型。

恒等运算符

考虑到类是引用类型，有可能有多个常量或变量在后台同时引用同一个实例（当然，这对属于值类型的结构体和枚举而言是不成立的）。所以在很多时候需要判断两个常量或者变量是否引用同一个类实例，Swift为我们提供了两个运算符===和!==，它们被称为「恒等运算符」（Identity Operators）。关于它们的用法就不啰嗦了，一眼就能看出来。

类和结构体的选择

相对于其他语言譬如C++，Swift中赋予了结构体更强大的功能，它和类类型有非常多的相似之处，都可以用来自定义数据类型，那么该如何选用呢？

结构体实例总是通过「值传递」，类实例总是通过「引用传递」。这意味着二者适用于不同的任
务。按照通用的准则，当符合一条或多条以下条件时，请考虑构建结构体：

• 结构体的主要目的是用来封装少量相关简单数据值；
• 有理由预计一个结构体实例在赋值或传递时，封装的数据将会被拷贝而不是被引用；
• 任何在结构体中储存的值类型属性，也将会被拷贝，而不是被引用；
• 结构体不需要去继承另一个已存在类型的属性或者行为；

P.S：个人觉得，有了一定的使用经历之后，这个问题便不再是问题了，可能会变成一种下意识。

集合类型的赋值和拷贝行为

姑且也把String认为是集合类型吧！

在OC中，NSString、NSArray、NSSet、NSDictionary以及相关类型都是类类型，因此，在传递过程中，它们的传递方式默认情况都是引用传递（对于属性，如果指定copy修饰词则有所不同，相对而言，比较复杂）。

但是在Swift中，正如前文所述，String、Array、Set、Dictionary的本质都是「结构体」。无论在什么场合，它们的传递方式都是值传递。官方文档是这么描述的：

Swift’s String, Array, and Dictionary types are implemented as structures. This means that strings, arrays, and dictionaries are copied when they are assigned to a new constant or variable, or when they are passed to a function or method.

P.S：在第一个版本的《The Swift Programming Language》中有不同的描述，大概的意思是：

Swift中数组（Array）和字典（Dictionary）类型均以结构体的形式实现。然而当数组被赋予一个常量或变量，或被传递给一个函数或方法时，数组（以及字典）的拷贝行为和其它结构体有些许不同。在Swift的后台中，只有确有必要，实际（actual）拷贝才会被执行。Swift管理所有的值拷贝以确保性能最优化的性能，所以你也没有必要去避免赋值以保证最优性能。

P.P.S：上述这段话摘自《The Swift Programming Language》第一个版本中译版。可以看出，相对于第一个版本，当下Swift（1.2版本）做了一些修改，简化了设计理念，理解上也更容易一些。