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Swift中类与结构体的关键区别：性能、继承、封装与共享

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Swift 中，类（Class）和结构体（Structure）是两种主要的用户定义的数据类型。尽管它们在功能上有很多相似之处，但它们之间也有一些关键的区别。以下是对性能、继承、封装和共享方面的详细比较：

性能

类：

  • Swift 的类在运行时拥有更多的开销，因为它们是引用类型。这意味着每个类的实例都包含一个指向内存中实际存储位置的引用。
  • 类的存储和访问通常比结构体更慢，因为它们涉及更多的动态绑定。

结构体：

  • 结构体是值类型，这意味着当它们被赋值或传递给函数时，实际上是值的副本。
  • 由于结构体是直接存储在栈上的，所以它们的性能通常比类要好，因为它们不需要引用类型的额外开销。
struct Point {
    var x: Int
    var y: Int
}

class Line {
    var start: Point
    var end: Point

    init(start: Point, end: Point) {
        self.start = start
        self.end = end
    }
}

继承

类：

  • 类支持继承，这意味着你可以创建一个新的类，基于另一个类，并继承其属性和方法。
  • 继承允许创建具有共同属性和方法的新类，有助于代码重用。
class Rectangle: Line {
    var width: Int
    var height: Int

    init(width: Int, height: Int, start: Point, end: Point) {
        self.width = width
        self.height = height
        super.init(start: start, end: end)
    }
}

结构体：

  • 结构体不支持继承，但你可以通过组合（Composition）来实现类似的效果。
  • 组合允许你创建一个新的结构体，该结构体包含另一个结构体或类的实例。
struct Rectangle {
    var width: Int
    var height: Int
    let line: Line

    init(width: Int, height: Int, start: Point, end: Point) {
        self.width = width
        self.height = height
        self.line = Line(start: start, end: end)
    }
}

封装

类和结构体：

  • 两者都支持封装，这意味着你可以通过访问控制符（如 public, private, internal）来控制属性和方法的访问级别。
class Line {
    private var start: Point
    private var end: Point

    init(start: Point, end: Point) {
        self.start = start
        self.end = end
    }
}

共享

类：

  • 类的实例是引用类型，这意味着当你创建一个类的实例并将其赋值给另一个变量时，这两个变量实际上指向同一个实例。
  • 这可能导致意外的共享和潜在的内存管理问题。
var line1 = Line(start: Point(x: 1, y: 1), end: Point(x: 2, y: 2))
var line2 = line1

结构体：

  • 结构体的实例是值类型，这意味着当你创建一个结构体的实例并将其赋值给另一个变量时，这两个变量实际上拥有各自独立的副本。
  • 这使得结构体在处理大量数据时更为安全。
struct Point {
    var x: Int
    var y: Int
}

var point1 = Point(x: 1, y: 1)
var point2 = point1
point1.x = 2
// point2.x 仍然是 1

总结来说，选择类还是结构体取决于你的具体需求。如果你需要一个可继承的类型，并且关心性能，那么类可能是更好的选择。如果你需要一个简单的、性能更高的类型，并且不需要继承，那么结构体可能更适合。

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