Swift3.0 - 類和結構體的區別

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Swift3.0 - 鏡像
Swift3.0 - 遇到的坑

必須知道的

  • 共同點
    a.定義存儲屬性
    b.定義函數
    c.定義下標,使用下表訪問自己的值
    d.定義初始化設置自己的初始化狀態
    e.擴展自己的功能
    f.實現協議提供某種特定的標準功能

  • 不同點(類有更多功能)
    a.類可以繼承,結構體不能繼承
    b.類能夠在運行時檢查和解釋類實例的類型
    c.Deinitializers使一個類的實例來釋放任何資源分配
    d.類有引用計數,允許對象被多次引用

驗證

  • 定義
 // 定義類
class StudentC{

}

// 定義結構體
struct StudentS{

}
  • 定義存儲屬性
 // 定義類
class StudentC{
  var name:String!
}
// 定義結構體
struct StudentS{
    var name:String 
}

提示:

在類中定義屬性必須要注意,如果你定義的存儲屬性不是可選值類型,必須進行初始化,不然編譯會報錯,但是結構體不會報錯,因為系統默認會給結構體創建初始化方法

  • 定義函數
  // 定義類   
 class StudentC{
    static var des:String = "學生的類"
   var name:String!
    func getName()->String{
        return name
    }

    class func describe()->String{
        return des
    }

    static func getClassDescribe()->String{
        return des
    }
}

// 定義結構體
struct StudentS{
    static var des:String = "學生的結構體"
    var name:String
    static func describe()->String{
        return "這是一個定義學生的類"
    }
}

提示:

類可以使用關鍵字static class 修飾方法,但是結構體只能使用關鍵字static修飾

  • 擴展下標
  class StudentC{
    var names:[String] = ["1","2","3","4","5"]
    subscript (index:Int)->String?{
        get{
            if names.count <= index{
                return nil
            }
            return names[index]
        }
    }
}

// 定義結構體
struct StudentS{
    var names:[String] = ["1","2","3","4","5"]
    subscript (index:Int)->String?{
        get{
            if names.count <= index{
                return nil
            }
            return names[index]
        }  
    }
}

// 執行
let student1 = StudentC()
print(student1[8])
  • 初始化
 // 定義類
class StudentC{
    var name:String
    init( name:String) {
        self.name = name
    }
}

// 定義結構體
struct StudentS{
    var name:String
    init(name:String) {
        self.name = name
    }
}
let student1 = StudentC(name: "酷走天涯")
let student2 = StudentS(name: "XUJIE")

提示:

結構體默認會有初始化方法

struct StudentS{
var name:String
}
let student2 = StudentS(name: "xujie")
  • 擴展功能
extension StudentC{
  func describe()->String{
      return "學生" + self.name
  }
}
extension StudentS{
    func describe()->String{
        return "學生" + self.name
    }
   }
  • 實現協議
// 定義一個協議
protocol Capacity{
    func draw() // 協議方法
}
// 定義類
class StudentC:Capacity{
    // 實現協議方法
    internal func draw() {
    }
    var name:String
    init( name:String) {
        self.name = name
    }
}
// 定義結構體
struct StudentS:Capacity{
    // 實現協議方法
    internal func draw() {
    }
    var name:String
}
  • 繼承
// 定義基類
class Person{
     var name:String
    init( name:String) {
        self.name = name
    }
}
// 定義類
class StudentC:Person{
    var score:Float
    init( name:String,score:Float) {
        self.score = score
        super.init(name: name)
        self.name = name
    }
}

提示:

結構體不能繼承結構體

  • mutating 關鍵字的作用

結構體和枚舉都是值類型,但是默認值類型的對象方法不能修改屬性值,但是要修改怎么辦呢?就必須在函數前面加mutating

//例子1
protocol Action{
    var myY:Int{ mutating get}
}
struct Point{
    var x:Int
    var y:Int
    // 結構體或者枚舉修改值必須在函數前面加mutating
    mutating func modifyX(x:Int){
        self.x = x
    }
      // 注意計算屬性,mutating 要加載getter方法前面
    var myY:Int{
        mutating get {
            self.y = self.y*2
            return y
        }
    }
 }
// 例子2
struct Point {
    var x = 0.0, y = 0.0
    mutating func moveBy(x deltaX: Double, y deltaY: Double) {
        self = Point(x: x + deltaX, y: y + deltaY)
    }
}
 // 例子3
enum TriStateSwitch {
    case off, low, high
    mutating func next() {
        switch self {
        case .off:
            self = .low
        case .low:
            self = .high
       case .high:
            self = .off
        }
      }
    }

提示:

1.計算屬性setter方法不用修改屬性值不用添加mutating
2.計算屬性setter方法中修改屬性值的時候,一定要加mutating

  • 檢測兩個對象地址是不是相同
 class StudentC{
     var name:String
      init( name:String) {
          self.name = name
      }
  }
let student1 = StudentC(name: "xujie")
let student2 = student1
if student1 === student2{
 print("地址相同")
}

運行結果:

地址相同

結論:

類是引用類型,結構體是值類型,不能使用===/!== 判斷地址

測試:

// 定義結構體
struct StudentS{
    var name:String
}
let student1 = StudentS(name: "xujie")
var student2 = student1
student2.name = "酷走天涯"
print(student1.name)
print(student2.name)

運行結果:

xujie
酷走天涯

  • Deinitializers使一個類的實例來釋放任何資源分配
// 定義類
class StudentC{
   var name:String
    init( name:String) {
            self.name = name
    }
     deinit {
    // 釋放資源
    }
}

提示:

結構體沒有deinit 方法

高級話題

a. 什么時候用結構體

1.該結構的主要目的是封裝幾個相對簡單的數據值
2.如果你希望你的結構在傳遞的時候被賦值而不是引用
3.希望結構在傳遞的時候,內部的屬性也被復制而不是引用
4.不需要繼承屬性或者方法

主要應用場景(只包含非對象類型)

1.定義Size
2.定義范圍Range
3.定義坐標XYZ
...

b.什么時候用類

除了上面的場景外,其余都使用類對象。

官方建議:

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.

用性能說話

測試1: 循環創建類和結構體

a.執行1億次類創建

// 定義類
class StudentC{
    var name:String
    init( name:String) {
        self.name = name
    }
}
// 統計時間
let date = Date()
for i in 0...100_000_000{
   let s = StudentC(name: "酷走天涯")
}
 print(Date().timeIntervalSince(date))

運行三次結果:

13.3261250257492
13.3587710261345
13.2861340045929

b.執行10億次結構體創建

// 定義結構體
struct StudentS{
    var name:String
    init( name:String) {
        self.name = name
    }
}
let date = Date()
for i in 0...1000_000_000{
   let s = StudentS(name: "酷走天涯")
}
print(Date().timeIntervalSince(date))

運行三次結果:

6.93744301795959
7.18747901916504
7.20444202423096

我們上面的屬性為基本數據類型,我們將屬性改為對象測試一下速度

c.創建10_000_000個對象

class StudentC{
    var date = NSDate()
}
for i in 0...10_000_000{
   let s = StudentS()
}

測試結果:

3.38509398698807
3.4364920258522
3.39519000053406

d.創建10_000_000個結構體實例

struct StudentS{
    var date = NSDate()
}
 for i in 0...10_000_000{
   let s = StudentS()
}

測試結果:

2.04776203632355
2.03975200653076
1.98246997594833

結論:

創建結構體要比創建對象速度快

測試2:創建1000_000 個對象或者結構體放在數組中,查看內存占用率

a.循環創建1000_000個對象

class StudentC{
var name:String
init( name:String) {
    self.name = name
}
}
var students:[StudentC] = []
  // 創建
  for i in 0...1000_000{
 let s = StudentC(name: "酷走天涯")
  students.append(s)
 }

運行結果:

內存占用61.8MB

b.循環創建1000_000個結構體

struct StudentS{
    var name:String
    init( name:String) {
        self.name = name
    }
}
var students:[StudentS] = []
for i in 0...1000_000{
 let s = StudentS(name: "酷走天涯")
    students.append(s)
}

運行結果:

內存占用32.6MB

照樣,我們將基本屬性改為對象繼續測試

c.10_000_000 個對象添加到數組中

class StudentC{
    var date = NSDate()
}
var students:[StudentC] = []
for i in 0...10_000_000{
   let s = StudentC()
    students.append(s)
}

測試結果:

占內存538.7MB

d.10_000_000 個結構體添加到數組中

struct StudentS{
    var date = NSDate()
}
for i in 0...10_000_000{
 let s = StudentS()
students.append(s)
}

測試結構:

占用225.7MB

結論:

創建相同屬性的結構體比類更加節省內存

  • 對1_000_000個結構體實體和對象進行排序,測消耗時間
    a.對1_000_000個結構體實體進行排序
 let date = Date()
students.sort { (stu1, stu2) -> Bool in
    return stu1.name > stu2.name
}
print(Date().timeIntervalSince(date))

運行結果:

13.3783949613571
13.6793909668922

b.對1_000_000個對象進行排序

 let date = Date()
students.sort { (stu1, stu2) -> Bool in
    return stu1.name > stu2.name
}
print(Date().timeIntervalSince(date))

運行結果:

6.70881998538971
6.60394102334976

結論: 在數據量比較大的排序中,結構體排序的速度比較慢,因為結構體是值類型,排序的時候,需要大量的賦值運算。而對象只需要交換地址即可。

綜合建議:

結構體創建速度,內存占用更小,如果需要使用復雜的運算,這個時候,就需要綜合考慮兩者的有缺點了。

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