Swift中元组(tuples)是如何实现一行代码交换两个元素

只是个人研究得出的结论,可靠性不是很高,如果有说错的地方,欢迎在评论中指出

Swift中交换两个元素

(a, b) = (b, a)

示例1:

这个例子说明,确实是将两个元素的值交换了,而不是创建了局部变量

var a = Person(aName: "1")
var b = Person(aName: "2")
if true {
    // 这里之所以用代码块包一层,是为了验证左边的元组(a, b)不是创建的一个新的局部变量,而是外部原本的变量
    (a, b) = (b, a)
    print(a.name)   // 2
    print(b.name)   // 1
}
print(a.name)   // 2
print(b.name)   // 1

对比示例2:

这是创建了局部变量的情况。这是赋值给另一个元组,而不是交换元组的两个元素

var a = Person(aName: "1")
var b = Person(aName: "2")
if true {
   // 如果这里加了let,就变成了定义一个新元组,将右边的赋值给左边的新元组(左边的a, b是新定义的两个变量,不是原本的了),而不是交换, 所以左边的(a, b)只是局部变量,只在这个代码块中生效
    let (a, b) = (b, a)
    print(a.name)   // 2
    print(b.name)   // 1
}
print(a.name)   // 1
print(b.name)   // 2

拆分步骤

// 第1步
var a = Person(aName: "1")
var b = Person(aName: "2")
// 第2步、第3步
(a, b) = (b, a)

将整个流程分成三步:
1.定义变量a、b
2.创建右边的元组(b, a)
3.赋值给左边的元组

第1步

定义变量a、b:定义了两个Person *指针类型的变量,它们存储着Person类型的实例
所以a、b本身是Person *类型,他们存有的东西是Person类型(重要的事重复一遍😝)
虽然在swift中已经看不到a本身的类型,只有它存储内容是什么类型,但是它应该确实是一个指针类型,至少从COC都是这样的

// 可以看出a本身是<Person *>类型, 它存储的是一个<Person>类型的东西(啰嗦第三遍了😝)
Person *a = [[Person alloc] initWithName:@"1"];
Person *b = [[Person alloc] initWithName:@"2"];

如图


QQ20200604-120916@2x.png

第2步

创建右边的元组(b, a):
元组(Tuples)是类似于数组(Array)的一种列表,在swift中都是值类型。
因为Swift中打印变量的内存地址很麻烦,所以这里大胆假设元组和数组的存储原理差不多,然后去OC中研究下是数组是怎么存储变量的

通过下图我们可以看到,array中第一个元素的地址0x2800fd000与a的地址0x16d029350不同,只是他们存有同一个东西0x2802c3ca0

QQ20200604-194943@2x.png

通过查看array的内存,可以进一步看到,array中第一个元素的地址是0x2800fd000,第二个元素的地址是0x2800fd032,显然都不是ab

QQ20200604-195049@2x.png

所以把ab两个变量存入array的过程就是:

1)分配array的内存空间,也就是分配连续两个Person *类型用的存储空间。(可以不恰当的理解为创建了Person *类型的两个cd,放到array中)
2)把a里面的东西,复制一份放到array的第一个空间中(可以不恰当的理解为将a里面的东西,复制了一份放到c中)
3)把b里面的东西,复制一份放到array的第二个空间中(可以不恰当的理解为将b里面的东西,复制了一份放到d中)

之后,array基本上和ab没啥关系了

当然,这里并不是真的把a里面的实例内容完全复制一份,只是复制了a实例内容的地址。b同理

上图


QQ20200604-205945@2x.png

类比

类比到元组中,就可以猜测,创建右边的元组(b, a)这一步操作是:

  • 创建一个元组内存空间
  • 依次提取出ba的值,放到元组中
  • 之后元组(b, a)与原来的变量b变量a基本就没关系了。他们只是都保存着相同的东西

第3步

赋值给左边的元组:
下面是Swift官方文档中的一段例子

// 你可以将一个元组的内容分解(decompose)成单独的常量和变量,然后你就可以正常使用它们了:
let (statusCode, statusMessage) = http404Error

// 这段代码也就是
let statusCode = http404Error.0
let statusMessage = http404Error.1

从中就可以发现,元组赋值时,应该是将左边的元组拆分一个个单独的常量和变量,依次赋值的。

结论

(a, b) = (b, a) 交换两个元素,或者更多元素的原理就是

1.将原本变量或常量中的值,存到右边元组中
2.将左边元组拆分为一个个变量或常量
2.然后取出右侧元组中的值,依次赋给这些变量或常量

也就是相当于
let t = (b, a)
a = t.0
b = t.1

附言

这也就说明了开头两个例子差异之处

示例1中
(a, b) = (b, a)

也就是相当于
let t = (b, a)
a = t.0   // 这里a就是原本的最早定义的变量a
b = t.1   // 这里b就是原本的最早定义的变量b


对比示例2中
let (a, b) = (b, a)

也就是相当于
let t = (b, a)
let a = t.0   // 这里a是定义的一个'新的变量a',只是与外部的变量同名了,二者不是一个
let b = t.1   // 这里b是定义的一个'新的变量b',只是与外部的变量同名了,二者不是一个

因为在示例2中,let (a, b) = (b, a)在代码块中,所以被赋值的a、b是局部变量,出了代码块就没了
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