Swift-28-值和引用类型、内存管理以及objectivc与swift混合调用

本小节的内容稍有点多，这三块内容基本没太大关系，只是笔者想在这一节中把swift的oop收下尾，所以全写在一起了。

值类型和引用类型

和其它语言一样，函数调用时对于参数到底是指针引用还是类似String这样的值传递（不可变），在swift中也需要在结构体、类中进行引用和区分。

引用传递

即多个引用指向同一个内存地址，一变全变。
类

class GreekGod {var name: Stringinit(name: String) {self.name = name}
}let hecate = GreekGod(name: "Hecate")
let anotherHecate = hecate
anotherHecate.name = "AnotherHecate"

结构体

struct Pantheon {var chiefGod: GreekGod
}let hecate = GreekGod(name: "Hecate") 
let pantheon = Pantheon(chiefGod: hecate)// GreekGod的name值为Hecate
let zeus = GreekGod(name: "Zeus")  // GreekGod的name值为Zeus
pantheon.chiefGod = zeus //这行代码会报错，因为结构体中的属性相当于let类型的，一旦初始化后不能改变

hecate.name = "Trivia" //这样的话值可以改变
let greekPantheon = pantheon
greekPantheon.chiefGod.name // Trivia

复制

swift未提供任何深复制的方法，如果需要的话需要自己写代码。

浅复制

其原理大概如下所示：
在这里插入图片描述

let athena = GreekGod(name: "Athena")//定义了一个数组：[{name "Athena"}, {name "Trivia"}, {name "Zeus Jr."}]
let gods = [athena, hecate, zeus]
let godsCopy = gods
gods.last?.name = "Jupiter"//以下输出全是：[{name "Athena"}, {name "Trivia"}, {name "Jupiter"}]
gods
godsCopy
  1. 值类型相等的比较用 ==
  2. 引用类型相等的比较用 ===，内存地址比较

深复制

在这里插入图片描述

//: Playground - noun: a place where people can playimport Cocoafileprivate class IntArrayBuffer {var storage: [Int]init() {storage = []}init(buffer: IntArrayBuffer) {storage = buffer.storage}
}struct IntArray {private var buffer: IntArrayBufferinit() {buffer = IntArrayBuffer()}private mutating func copyIfNeeded() {if !isKnownUniquelyReferenced(&buffer) {print("Making a copy of \(buffer.storage)")buffer = IntArrayBuffer(buffer: buffer)}}mutating func insert(_ value: Int, at index: Int) {copyIfNeeded()buffer.storage.insert(value, at: index)}mutating func append(_ value: Int) {copyIfNeeded()buffer.storage.append(value)}mutating func remove(at index: Int) {copyIfNeeded()buffer.storage.remove(at: index)}func describe() {print(buffer.storage)}
}var integers = IntArray()
integers.append(1)
integers.append(2)
integers.append(4)
integers.describe()print("Copying `integers` to `ints`")
var ints = integers
print("Inserting into `ints`")
ints.insert(3, at: 2)integers.describe()
ints.describe()/*
[1, 2, 4]
Copying `integers` to `ints`
Inserting into `ints`
Making a copy of [1, 2, 4]
[1, 2, 4]
[1, 2, 3, 4]
*/

内存ARC管理

Swift会自动处理好大部分内存问题，但并没有使用垃圾回收器(gc)。它使用的是引用计数系统（现在是自动计数，在新版本的系统中不能使用原来的retain等方法了，称为ARC技术-automatic reference counting），当计数为0时会释放内存，然后自动调用deinit()方法，在deinit这个方法中一般也会做一些资源释放的操作。

概述

Swift是在ARC的基础上构建的，另外Swift也没有开放获取引用计数的接口。

无论是ObjectiveC还是Swift都会存在两种数据类型，值和引用。所谓的内存管理就是对上述两种不同的数据类型进行管理操作。

  • 值类型：枚举和结构属于值类型，他们的的内存分配和管理比较简单，新建值类型的实例时，系统会自动为实例分配合理大小的内存。任何传递实例的动作都会创建实例的副本。当实例不再使用时，Swift会自动回收内存。
  • 类对象：也称引用类型，新建类的实例时系统也会自动分配内存给类实例，但是在传递过程中不会复制副本，而是引用指向同一个地址指针，无论在任何地方修改类实例，所有的引用都会看到变化。

比如下面的示例，Person为一个普通的自定义类对象


class Person : CustomStringConvertible {let name: Stringinit(name: String){self.name = name;}deinit{print("\(self) is being destroy")}
}

用下面的代码调用

//~~ created Optional (Person(Bob))
var bob: Person? = Person(name:"Bob")//~~ (Person(Bob) is is being destroy
bob = nil //这行代码执行时会调用 deinit 方法

内存泄露

内存泄露一般是由循环引用引起的，比如下面的代码：

class Asset : CustomStringConvertible {let name: Stringlet value: Doublevar owner: Person? //强引用 Personvar description: String {if let actualOwner = owner {return "Asset(\(name), worth \(value), owned by \(actualOwner))"} else {return "Asset(\(name), worth \(value), not owned by anyone)"}}init(name: String, value: Double) {self.name = nameself.value = value}deinit {print("\(self) is being deallocated")}
}

class Person : CustomStringConvertible {let name: Stringvar assets = [Asset]() //强引用 Assetvar description: String {return "Person(\(name))"}init(name: String) {self.name = name}   deinit {print("\(self) is being deallocated")}//人拥有的资产func takeOwnership(of asset: Asset) {asset.owner = self //创建资产的归属，反向引用assets.append(asset)}
}

测试代码

//创建人
var bob: Person? = Person(name: "Bob")//创建三个资产
var laptop: Asset? = Asset(name: "Shiny Laptop", value: 1_500.0)
var hat: Asset? = Asset(name: "Cowboy Hat", value: 175.0)
var backpack: Asset? = Asset(name: "Blue Backpack", value: 45.0)//创建资产的归属，正向引用
bob?.takeOwnership(of: laptop!)
bob?.takeOwnership(of: hat!)backpack = nil

当执行backpack = nil时，只有backpack被回收了，但它创建的asset.owner = Person的关系中的的bob对象并没有被释放。因为bob是一个引用类型，但此时这些资产实例无法访问了，但内存不会被回收，因为每个实例的引用计数都大于0。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

引用类型

在Swift中一共有两种引用类型，有些语言会更多，比如java有4种之多。

  1. strong：强引用，引用一次会增加一次计数；默认情况下所有的引用都是强引用类型，
  2. weak：弱引用不会增加所指向实例的计数；

强引用

可通过nil赋值手动释放内存，但会比较麻烦，这种就怕被循环引用，因为循环引用外外层对象释放了，但内层对象有可能不被释放，进而造成内存泄漏（memory leak）。比如下面的代码，一旦实例化后就很难处理。

弱引用

解决上述循环依赖不释放内存的情况的方案一种是手动设置为nil，但很容易出错，所以Swift提供了弱引用类型来解决这个问题。如下面的代码：

class Person : CustomStringConvertible {let name: Stringlet accountant = Accountant()weak var assets = [Asset]() //用weak关键字来声明弱引用。
}

这样在上例中，只有在main函数中实例化var bob: Person? = Person(name: “Bob”)时bob的引用计数才会+1，在Assert中的引用都不会增加计数，这样当把bob=nil时，计数就会降为0，自然也就全部释放了。

弱引用有以下几点需要注意：

  • 弱引用必须用var声明，不能用let；
  • 弱引用必须声明为可空类型，因为能变成nil的类型只有可空类型；

ObjectiveC和Swift混合调用

因为Swift是一门很新的语言，所以在开发中有一种很常见的情况是，需要在Objective-C实现的现有工程基础上工作。

objective-c调用swift代码

ObjectiveC调用swift代码可能会存在一些问题，另外ObjectiveC只能调用swift的类不能调用struct结构体。

详细步骤

  1. 创建一个Command Line Tool类型的项目，名称为 swift2objective ，工程代码选择Objective-C语言；
  2. 创建名为"Contacts.swift"的文件，这个类必须要继承一个ObjC的类，一般选择继承NSObject对象
  3. 创建.swift文件时，XCode默认提示要生成一个桥接头文件"swift2objective-Bridging-Header.h"，默认为空内容，此文件作用是暴露接口，全局一个；
  4. 在.m文件中引入头文件，此例中为"#import “Contacts-Swift.h”（一种规范命名方式），此文件作用是暴露.swift代码，注意这个不是上面生成的头文件，是编译时生成的一个动态文件；
创建Swift文件
  • 创建名为 Contacts.swift 的文件时，生成一个桥接文件，这个文件的命名由：工程名称 + -Bridging-Header.h，如下：
    在这里插入图片描述

在Contacts.swift文件中写入如下代码：

//~~~Contacts.swift
import Foundation//要从 Objective-C调用Swift，继承Objective-C类这一步是必要的，swift必须用类，因为结构体对于OjeC是不可见的
class Contacts:NSObject{let name: String = "aaa"@objc public func sayHello(){ //注意前面的@ojbc一定要写，否则调不到print(name);}
}
调用Swift类

在main.m文件中添加如下代码

//~~~ main.m
#import <Foundation/Foundation.h>//注意这行引用
#import "swift2objective-Swift.h"int main(int argc, const char * argv[]) {@autoreleasepool {Contacts *contact = [[Contacts alloc] init];[contact sayHello];}return 0;
}

swift2objective-Swift.h 是一个编译期生成的文件，在源码中看不到，可从项目属性中设置，如下图：
在这里插入图片描述
上面的程序会输出如下代码
在这里插入图片描述

swift调用objective-c代码

swift可以调用全部的ObjectiveC类库

详细步骤

接着上面的工程，

  1. 创建名为"Address"的Cocoa class类，它会生成Address.m和Address.h两个文件；
  2. 在上面生成的"swift2objective-Bridging-Header.h"桥接文件中添加"#import “Address.h”;
  3. 然后就可以在Contacts.swift文件中调用了
创建Cocoa class文件
#import <Foundation/Foundation.h>NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN@interface Address : NSObject- (void) printContact;@endNS_ASSUME_NONNULL_END
在桥接头文件中引入.h声明文件

这个文件中只一行代码，桥接文件的作用是把ObjectiveC代码暴露给swift代码。

//~~~swift2objective-Bridging-Header
//
//  Use this file to import your target's public headers that you would like to expose to Swift.
//
#import "Address.h"
swift调用Cocoa class类

修改Contacts.swift文件，源码如下：

//~~~ Contacts.swift
import Foundation//要从 Objective-C调用Swift，继承Objective-C类这一步是必要的，swift必须用类，因为结构体对于OjeC是不可见的
class Contacts:NSObject{let name: String = "aaa"@objc public func sayHello(){ //注意前面的@ojbc一定要写，否则调不到print(name);Address.init().printContact(); //调用Objective-C代码}
}

测试结果如下：
在这里插入图片描述

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