值类型与引用的 copy

结构体和枚举是值类型

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，实际上操作的是其的拷贝。

在之前的章节中，我们已经大量使用了值类型。实际上，在 Swift 中，所有的基本类型：整数(Integer)、浮点数(floating-point)、布尔值(Booleans)、字符串(string)、数组(array)和字典(dictionaries)，都是值类型，并且都是以结构体的形式在后台所实现。

在 Swift 中，所有的结构体和枚举都是值类型。这意味着它们的实例，以及实例中所包含的任何值类型属性，在代码中传递的时候都会被复制。

请看下面这个示例，其使用了前一个示例中Resolution结构体：

let hd = Resolution(width: 1920, height: 1080)
var cinema = hd

在以上示例中，声明了一个名为hd的常量，其值为一个初始化为全高清视频分辨率(1920 像素宽，1080 像素高)的Resolution实例。

然后示例中又声明了一个名为cinema的变量，其值为之前声明的hd。因为Resolution是一个结构体，所以cinema的值其实是hd的一个拷贝副本，而不是hd本身。尽管hd和cinema有着相同的宽(width)和高(height)属性，但是在后台中，它们是两个完全不同的实例。

下面，为了符合数码影院放映的需求(2048 像素宽，1080 像素高)，cinema的width属性需要作如下修改：

cinema.width = 2048

这里，将会显示cinema的width属性确已改为了2048：

println("cinema is now \(cinema.width) pixels wide")
// 输出 "cinema is now 2048 pixels wide"

然而，初始的hd实例中width属性还是1920：

println("hd is still \(hd.width ) pixels wide")
// 输出 "hd is still 1920 pixels wide"

在将hd赋予给cinema的时候，实际上是将hd中所储存的值(values)进行拷贝，然后将拷贝的数据储存到新的cinema实例中。结果就是两个完全独立的实例碰巧包含有相同的数值。由于两者相互独立，因此将cinema的width修改为2048并不会影响hd中的宽(width)。

枚举也遵循相同的行为准则：

enum CompassPoint {
    case North, South, East, West
}
var currentDirection = CompassPoint.West
let rememberedDirection = currentDirection
currentDirection = .East
if rememberDirection == .West {
    println("The remembered direction is still .West")
}
// 输出 "The remembered direction is still .West"

上例中rememberedDirection被赋予了currentDirection的值(value)，实际上它被赋予的是值(value)的一个拷贝。赋值过程结束后再修改currentDirection的值并不影响rememberedDirection所储存的原始值(value)的拷贝。

类是引用类型

与值类型不同，引用类型在被赋予到一个变量，常量或者被传递到一个函数时，操作的并不是其拷贝。因此，引用的是已存在的实例本身而不是其拷贝。

请看下面这个示例，其使用了之前定义的VideoMode类：

let tenEighty = VideoMode()
tenEighty.resolution = hd
tenEighty.interlaced = true
tenEighty.name = "1080i"
tenEighty.frameRate = 25.0

以上示例中，声明了一个名为tenEighty的常量，其引用了一个VideoMode类的新实例。在之前的示例中，这个视频模式(video mode)被赋予了HD分辨率(1920*1080)的一个拷贝(hd)。同时设置为交错(interlaced),命名为“1080i”。最后，其帧率是25.0帧每秒。

然后，tenEighty 被赋予名为alsoTenEighty的新常量，同时对alsoTenEighty的帧率进行修改：

let alsoTenEighty = tenEighty
alsoTenEighty.frameRate = 30.0

因为类是引用类型，所以tenEight和alsoTenEight实际上引用的是相同的VideoMode实例。换句话说，它们只是同一个实例的两种叫法。

下面，通过查看tenEighty的frameRate属性，我们会发现它正确的显示了基本VideoMode实例的新帧率，其值为30.0：

println("The frameRate property of tenEighty is now \(tenEighty.frameRate)")
// 输出 "The frameRate property of theEighty is now 30.0"

需要注意的是tenEighty和alsoTenEighty被声明为常量(constants)而不是变量。然而你依然可以改变tenEighty.frameRate和alsoTenEighty.frameRate,因为这两个常量本身不会改变。它们并不储存这个VideoMode实例，在后台仅仅是对VideoMode实例的引用。所以，改变的是被引用的基础VideoMode的frameRate参数，而不改变常量的值。

恒等运算符

因为类是引用类型，有可能有多个常量和变量在后台同时引用某一个类实例。(对于结构体和枚举来说，这并不成立。因为它们作值类型，在被赋予到常量，变量或者传递到函数时，总是会被拷贝。)

如果能够判定两个常量或者变量是否引用同一个类实例将会很有帮助。为了达到这个目的，Swift 内建了两个恒等运算符：

等价于 ( === )
不等价于 ( !== )

以下是运用这两个运算符检测两个常量或者变量是否引用同一个实例：

if tenEighty === alsoTenTighty {
    println("tenTighty and alsoTenEighty refer to the same Resolution instance.")
}
//输出 "tenEighty and alsoTenEighty refer to the same Resolution instance."

请注意“等价于”(用三个等号表示，===) 与“等于”(用两个等号表示，==)的不同：

“等价于”表示两个类类型(class type)的常量或者变量引用同一个类实例。
“等于”表示两个实例的值“相等”或“相同”，判定时要遵照类设计者定义定义的评判标准，因此相比于“相等”，这是一种更加合适的叫法。

集合(Collection)类型的赋值和拷贝行为

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，其拷贝行为与字典和其它结构体有些许不同。

以下对数组和结构体的行为描述与对NSArray和NSDictionary的行为描述在本质上不同，后者是以类的形式实现，前者是以结构体的形式实现。NSArray和NSDictionary实例总是以对已有实例引用,而不是拷贝的方式被赋值和传递。

注意：以下是对于数组，字典，字符串和其它值的拷贝的描述。在你的代码中，拷贝好像是确实是在有拷贝行为的地方产生过。然而，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。(实际赋值由系统管理优化)

字典类型的赋值和拷贝行为

无论何时将一个字典实例赋给一个常量或变量，或者传递给一个函数或方法，这个字典会即会在赋值或调用发生时被拷贝。在章节结构体和枚举是值类型中将会对此过程进行详细介绍。

如果字典实例中所储存的键(keys)和/或值(values)是值类型(结构体或枚举)，当赋值或调用发生时，它们都会被拷贝。相反，如果键(keys)和/或值(values)是引用类型，被拷贝的将会是引用，而不是被它们引用的类实例或函数。字典的键和值的拷贝行为与结构体所储存的属性的拷贝行为相同。

下面的示例定义了一个名为ages的字典，其中储存了四个人的名字和年龄。ages字典被赋予了一个名为copiedAges的新变量，同时ages在赋值的过程中被拷贝。赋值结束后，ages和copiedAges成为两个相互独立的字典。

var ages = ["Peter": 23, "Wei": 35, "Anish": 65, "Katya": 19]
var copiedAges = ages

这个字典的键(keys)是字符串(String)类型，值(values)是整(Int)类型。这两种类型在Swift 中都是值类型(value types)，所以当字典被拷贝时，两者都会被拷贝。

我们可以通过改变一个字典中的年龄值(age value)，检查另一个字典中所对应的值，来证明ages字典确实是被拷贝了。如果在copiedAges字典中将Peter的值设为24，那么ages字典仍然会返回修改前的值23：

copiedAges["Peter"] = 24 println(ages["Peter"]) // 输出 "23"

数组的赋值和拷贝行为

在Swift 中，数组(Arrays)类型的赋值和拷贝行为要比字典(Dictionary)类型的复杂的多。当操作数组内容时，数组(Array)能提供接近C语言的的性能，并且拷贝行为只有在必要时才会发生。

如果你将一个数组(Array)实例赋给一个变量或常量，或者将其作为参数传递给函数或方法调用，在事件发生时数组的内容不会被拷贝。相反，数组公用相同的元素序列。当你在一个数组内修改某一元素，修改结果也会在另一数组显示。

对数组来说，拷贝行为仅仅当操作有可能修改数组长度时才会发生。这种行为包括了附加(appending),插入(inserting),删除(removing)或者使用范围下标(ranged subscript)去替换这一范围内的元素。只有当数组拷贝确要发生时，数组内容的行为规则与字典中键值的相同，参见章节[集合（collection）类型的赋值与复制行为](#assignment_and_copy_behavior_for_collection_types。

下面的示例将一个整数(Int)数组赋给了一个名为a的变量，继而又被赋给了变量b和c：

var a = [1, 2, 3]
var b = a
var c = a

我们可以在a,b,c上使用下标语法以得到数组的第一个元素：

println(a[0])
// 1
println(b[0])
// 1
println(c[0]) // 1

如果通过下标语法修改数组中某一元素的值，那么a,b,c中的相应值都会发生改变。请注意当你用下标语法修改某一值时，并没有拷贝行为伴随发生，因为下表语法修改值时没有改变数组长度的可能：

a[0] = 42
println(a[0])
// 42
println(b[0])
// 42
println(c[0])
// 42

然而，当你给a附加新元素时，数组的长度会改变。当附加元素这一事件发生时，Swift 会创建这个数组的一个拷贝。从此以后，a将会是原数组的一个独立拷贝。

拷贝发生后，如果再修改a中元素值的话，a将会返回与b，c不同的结果，因为后两者引用的是原来的数组：

a.append(4)
a[0] = 777
println(a[0])
// 777
println(b[0])
// 42
println(c[0])
// 42

确保数组的唯一性

在操作一个数组，或将其传递给函数以及方法调用之前是很有必要先确定这个数组是有一个唯一拷贝的。通过在数组变量上调用unshare方法来确定数组引用的唯一性。(当数组赋给常量时，不能调用unshare方法)

如果一个数组被多个变量引用，在其中的一个变量上调用unshare方法，则会拷贝此数组，此时这个变量将会有属于它自己的独立数组拷贝。当数组仅被一个变量引用时，则不会有拷贝发生。

在上一个示例的最后，b和c都引用了同一个数组。此时在b上调用unshare方法则会将b变成一个唯一个拷贝：

b.unshare()

在unshare方法调用后再修改b中第一个元素的值，这三个数组(a,b,c)会返回不同的三个值：

b[0] = -105
println(a[0])
// 77
println(b[0])
// -105
println(c[0])
// 42

判定两个数组是否共用相同元素

我们通过使用恒等运算符(identity operators)( === and !==)来判定两个数组或子数组共用相同的储存空间或元素。

下面这个示例使用了“恒等于(identical to)” 运算符(===) 来判定b和c是否共用相同的数组元素：

if b === c {
    println("b and c still share the same array elements.")
} else {
    println("b and c now refer to two independent sets of array elements.")
}
// 输出 "b and c now refer totwo independent sets of array elements."

此外，我们还可以使用恒等运算符来判定两个子数组是否共用相同的元素。下面这个示例中，比较了b的两个相等的子数组，并且确定了这两个子数组都引用相同的元素：

if b[0...1] === b[0...1] {
    println("These two subarrays share the same elements.")
} else {
    println("These two subarrays do not share the same elements.")
}
// 输出 "These two subarrays share the same elements."

强制复制数组

我们通过调用数组的copy方法进行强制显性复制。这个方法对数组进行了浅拷贝(shallow copy),并且返回一个包含此拷贝的新数组。

下面这个示例中定义了一个names数组，其包含了七个人名。还定义了一个copiedNames变量，用以储存在names上调用copy方法所返回的结果：

var names = ["Mohsen", "Hilary", "Justyn", "Amy", "Rich", "Graham", "Vic"]
var copiedNames = names.copy

我们可以通过修改一个数组中某元素，并且检查另一个数组中对应元素的方法来判定names数组确已被复制。如果你将copiedNames中第一个元素从"Mohsen"修改为"Mo",则names数组返回的仍是拷贝发生前的"Mohsen"：

copiedName[0] = "Mo"
println(name[0])
// 输出 "Mohsen"

注意：如果你仅需要确保你对数组的引用是唯一引用，请调用unshare方法，而不是copy方法。unshare方法仅会在确有必要时才会创建数组拷贝。copy方法会在任何时候都创建一个新的拷贝，即使引用已经是唯一引用。

作者：agonie201218 发表于2016/9/13 0:05:05 原文链接

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值类型与引用的 copy

结构体和枚举是值类型

类是引用类型

恒等运算符

集合(Collection)类型的赋值和拷贝行为

字典类型的赋值和拷贝行为

数组的赋值和拷贝行为

确保数组的唯一性

判定两个数组是否共用相同元素

强制复制数组

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