结构体和类的区别

一、初始化方法不同

swift文件转sil文件命令

swiftc -emit-sil main.swift > main.sil

swift:
struct LSPerson {
    var age : Int = 20
}

sil:
struct LSPerson {
  @_hasStorage @_hasInitialValue var age: Int { get set }
  init(age: Int = 20)
  init()
}

1. 结构体成员有默认值时，编译器自动生成 init(age: Int = 20) 和 init() (带参和不带参)的初始化方法

swift:
struct LSPerson {
    var age : Int
}

sil:
struct LSPerson {
  @_hasStorage var age: Int { get set }
  init(age: Int)
}

2. 结构体成员没有默认值时，编译器只会自动生成 init(age: Int) (带参)的初始化方法

swift:
class LSPerson {
    var age: Int = 20
}

sil:
class LSPerson {
  @_hasStorage @_hasInitialValue var age: Int { get set }
  @objc deinit
  init()
}

3. 类class 中如果所有成员变量都有默认值，编译器会自动生成 init() (不带参)的初始化方法

swift:
class LSPerson {
    var age: Int
    init(_ age: Int) {
        self.age = age
    }
}

sil:
class LSPerson {
  @_hasStorage var age: Int { get set }
  init(_ age: Int)
  @objc deinit
}

4. 类class 中如果有成员变量没有默认值，则必须自己声明初始化方法，否则会编译不通过，报错class has no initalizer

二、值类型和引用类型

• 结构体：值类型

struct LSPerson {
    var age : Int = 20
}

var p = LSPerson()

var p1 = p
p1.age = 40

print("\(p.age)")
print("\(p1.age)")

打印结果为20 和 40，可以看到结构体实例进行赋值后，修改结构体的成员变量的值，对其他结构体实例中成员变量的值没有影响。

打印结构体实例地址命令

po withUnsafeMutablePointer(to: &p){print($0)}
po withUnsafeMutablePointer(to: &p1){print($0)}

image.png

1. 可以看到结构体对象地址中存储的是成员变量的值

同样可以将swift文件转成sil进行查看

// LSPerson.init()
sil hidden @$s4main8LSPersonVACycfC : $@convention(method) (@thin LSPerson.Type) -> LSPerson {
// %0 "$metatype"
bb0(%0 : $@thin LSPerson.Type):
  %1 = alloc_stack $LSPerson, let, name "self"    // users: %4, %7
  %2 = integer_literal $Builtin.Int64, 20         // user: %3
  %3 = struct $Int (%2 : $Builtin.Int64)          // users: %5, %6
  %4 = struct_element_addr %1 : $*LSPerson, #LSPerson.age // user: %5
  store %3 to %4 : $*Int                          // id: %5
  %6 = struct $LSPerson (%3 : $Int)               // user: %8
  dealloc_stack %1 : $*LSPerson                   // id: %7
  return %6 : $LSPerson                           // id: %8
} // end sil function '$s4main8LSPersonVACycfC'

2. 在LSPerson.init()结构体初始化实例时，是调用alloc_stack函数，是在栈上开辟空间创建变量。

• 类 class：引用类型

class LSPerson {
    var age: Int
    init(_ age: Int) {
        self.age = age
    }
}

var p = LSPerson(20)

var p1 = p
p1.age = 40

print("p.age=\(p.age)")
print("p1.age=\(p1.age)")

打印结构为p.age=40 和 p1.age=40，类的实例对象赋值后，修改新的实例对象中属性的值，会影响就的类实例对象的值

3. 在控制台进行打印，发现p和p1指向同一块内存，所以进行修改会互相影响。

同样可以查看sil文件

// LSPerson.__allocating_init(_:)
sil hidden [exact_self_class] @$s4main8LSPersonCyACSicfC : $@convention(method) (Int, @thick LSPerson.Type) -> @owned LSPerson {
// %0 "age"                                       // user: %4
// %1 "$metatype"
bb0(%0 : $Int, %1 : $@thick LSPerson.Type):
  %2 = alloc_ref $LSPerson                        // user: %4
  // function_ref LSPerson.init(_:)
  %3 = function_ref @$s4main8LSPersonCyACSicfc : $@convention(method) (Int, @owned LSPerson) -> @owned LSPerson // user: %4
  %4 = apply %3(%0, %2) : $@convention(method) (Int, @owned LSPerson) -> @owned LSPerson // user: %5
  return %4 : $LSPerson                           // id: %5
} // end sil function '$s4main8LSPersonCyACSicfC'

在LSPerson.__allocating_init(_:)初始化方法中，调用alloc_ref函数，应该是在堆上进行内存分配，然后将指针p指向该内存。

三、方法调用方式不同

• 结构体方法调用

struct LSPerson {
    func eat() {
        print("eat")
    }
}

var p = LSPerson()
p.eat()

在p.eat()处打断点查看汇编代码如下图所示

image.png

可以看到调用eat方法，是直接调用callq 0x100002b70，静态调用。

image.png
使用MachOView查看macho文件，在汇编代码部分，同样可以直接看到调用0x100002b70该地址。 image.png
在Symbol Tables中，可以同样找到对应地址的函数。Symbol Tables中的符号地址代表，符号在字符串表String Tables中的偏移位置。

1. 结论是结构体在编译链接之后，其中的方法地址已经确定了，通过静态调用效率更高

• 类 class的方法调用
  //TODO

结构体和类的区别总结：
一、初始化方法不同

1. 结构体成员有默认值时，编译器自动生成 init(age: Int = 20) 和 init() (带参和不带参)的初始化方法。
2. 结构体成员没有默认值时，编译器只会自动生成 init(age: Int) (带参)的初始化方法。
3. 类class 中如果所有成员变量都有默认值，编译器会自动生成 init() (不带参)的初始化方法。
4. 类class 中如果有成员变量没有默认值，则必须自己声明初始化方法，否则会编译不通过，报错class has no initalizer。

二、值类型和引用类型

• 结构体

1. 结构体是值类型。
2. 结构体对象地址中存储的是成员变量的值。
3. 结构体初始化实例时，是调用alloc_stack函数，是在栈上开辟空间创建变量。

• 类

1. 类是引用类型。
2. 类初始化实例时，调用alloc_ref函数，是在堆上进行内存分配，然后将指针p指向该内存。

三、方法调用方式不同

1. 结构体在编译链接之后，其中的方法地址已经确定了，通过静态调用效率更高