Swift中值语义的实现

原文链接:https://vernsu.github.io/2017/01/19/
标识:Swift学徒

什么是值语义

目标对象由源对象拷贝生成,生成的目标对象与源对象彼此独立,改变互不影响。这就意味着,该对象的类型支持值语义。

从另一个角度来说,如果一个对象的值,只能由自己修改,则说明这个对象的类型支持值语义。

值语义的理解

在OC中我们会经常这样写:

@property(nonatomic,copy) NSString * verifyCode;

如果我们不这样写会导致什么问题?请看例子:

struct Person {
    var name: NSString
}

let name = NSMutableString()
name.appendString("Bob")
let bob = Person(name: name)

name.appendString(", Jr.")
let bobjr = Person(name: name)

print(bob.name)
print(bobjr.name)

打印结果:

Bob, Jr.
Bob, Jr.

原因在于:NSString是引用类型,它本身是不可变的,但是它有一个可变的子类:NSMutableString,导致NSString类型的Property实际上可能是NSMutableString类型。而我们要防止对象的属性被暗中修改。

同样的,在使用NSURLRequest以及集合类型时都需要进行防御性的拷贝。为此,OC语言为Property提供了一个copy属性。

很多编程语言中,字符串作为引用类型来实现,因为它们坚持「一切皆对象」的哲学。而值类型和不可变引用类型的区别在使用上很难被察觉。如果你的数据无法被改变,即使是引用类型,也拥有值语义。但是,从性能和内存角度来考虑,防御性拷贝明显不是最优措施。

Swift 中的String是值类型,符合值语义,不会存在共享引用这个问题。

Swift中值语义的实现

Case 1:原始值类型

Swift 中标准值类型支持值语义,比如:IntStringDouble等。

Case 2:复合的值类型

这里遵循一个简单的规则:如果一个 Struct 的所有 Stored Property 都支持值语义,则该Struct支持值语义

Case 3:引用类型

引用类型也可以有值语义。

改变引用类型变量的值有两种方式:

  1. 给变量分配另一个实例。
  2. 修改实例自身。

第一种方式是靠变量自身进行修改的,这是被值语义所允许的。而第二种方式可能是由其他变量的修改导致。

所以,如果要让一个引用类型拥有值语义,必须保证它的内部是不可变的。为了做到这点,需要让所有的 Stored Property 为常量。也就是说,在初始化后不会再被改变。

UIKit中很多地方使用了这种模式。

var a = UIImage(named:"smile.jpg")
var b = a
computeValue(b) // => something
doSomething(a)
computeValue(b) // => same thhing

显而易见,UIImage 是引用类型,但是是不可变的。doSomething(a)不会导致computeValue(b)的返回结果有任何变化。

UIImage 有很多 PropertyscalecapInsetrenderimgmode等),但是都是只读的,无法修改。所以一个变量没法影响另一个变量。

注意:如果其中一个Property不是常量,那就破坏了UIImage的值语义。

Cocoa 中有很多Class定义为不可变就是这个原因:不可变的引用类型拥有值语义。

Case 4:值类型内嵌套可变的引用类型

使用一个特殊的技巧可以使这种情况也可以拥有值语义,Swift标准库里大量使用了这种技术。
具体的实现请参考 Swift中值类型内嵌套可变引用类型时值语义的实现


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