Swift 类与结构体的异同Swift类与结构体相同定义属性用于存储值定义方法用于提供功能定义下标操作用于通过下

1 Swift类与结构体

相同

定义属性用于存储值
定义方法用于提供功能
定义下标操作用于通过下标语法访问它们的值
定义构造器用于设置初始值
通过扩展以增加默认实现之外的功能
遵循协议以提供某种标准功能

区分

类有继承的特性，而结构体没有
类型转换使您能够在运行时检查和解释类实例的类型类有析构函数用来释放其分配的资源
引用计数允许对一个类实例有多个引用

类与结构体本质区分:

类是引用类型。也就意味着一个类类型的变量并不直接存储具体的实例对象，是对当前存储具体实例内存地址的引用。结构体是值类型，相比较引用类型的变量中存储的是地址，那么值类型存储的就是具体的实例。

其实引用类型就相当于在线的 Excel ，当我们把这个链接共享给别人的时候，别人的修改我们是能够看到的;值类型就相当于本地的 Excel ,当我们把本地的 Excel 传递给别人的时候，就相当于重新复制了一份给别人，至于他们对于内容的修改我们是无法感知的。

另外引用类型和值类型还有一个最直观的区别就是存储的位置不同:一般情况，值类型存储的在栈上，引用类型存储在堆上。

实际项目中运用类和结构体需要注意的事项：

由于二者在内存位置上的存储位置的不同，决定了二者运行速度的不同，栈(Stack)速度 > 堆(Heap)速度。进一步讲就是我们在优化或是设计程序时尽量用结构体而非类。

初始化器

初始化器是为了可以完整地初始化实例，所以在初始化器中必须完成对存储属性的赋值

默认初始化器

编译器不会自动提供类的初始化器，需要自己提供一个指定初始化器

结构体来说编译器会提供默认的初始化方法（前提是我们自己没有指定初始化器）！

可失败初始化器

当前因为参数的不合法或者外部条件的不满足，存在初始化失败的情况。

必要初始化器

在类的初始化器前添加 required 修饰符来表明所有该类的子类都必须实现该初始化器

2 类的生命周期

iOS开发的语言不管是OC还是Swift后端都是通过LLVM进行编译的，如下图所示:

OC 通过 clang 编译器，编译成 IR，然后再生成可执行文件 .o(这里也就是我们的机器码)
Swift 则是通过 Swift 编译器编译成 IR，然后在生成可执行文件如下图：

我们接下来看下前端编译器swift的命令，类似我们oc中clang的命令语句

swiftc main.swift -dump-parse 

// 分析并且检查类型输出AST 
swiftc main.swift -dump-ast 

// 生成中间体语言（SIL），未优化
swiftc main.swift -emit-silgen 
 
// 生成中间体语言（SIL），优化后的
swiftc main.swift -emit-sil

// 生成LLVM中间体语言 （.ll文件）
swiftc main.swift -emit-ir

// 生成LLVM中间体语言 （.bc文件）
swiftc main.swift -emit-bc

// 生成汇编
swiftc main.swift -emit-assembly

// 编译生成可执行.out文件
swiftc -o main.o main.swift

SIL文件分析

根据上面的指令我们生成main的sil文件，我们新建一个工程，在main定义一个Person类包含一个name属性和一个age属性

在终端输入下面的代码会生成sil文件，并在终端打印生成的main.sil文件

swiftc main.swift -emit-sil

上面的%0，%1等是虚拟的寄存器。在SIL文件中，你会看到很多不懂的关键词，你可以查看GitHub上的官方文档查阅

@main代表入口函数
%0 1 2...: 寄存器，这里是虚拟的，跑到设备上会使用真的寄存器
alloc_global @$s4main1tAA9LGTeacherCvp：分配一个全局变量，该全局变量的名称是混写的，我们可以通过终端指令xcrun swift-demangle将其还原：
%3 = global_addr @$s4main1tAA9LGTeacherCvp：拿到该全局变量的地址给%3寄存器
%4 = metatype $@thick LGTeacher.Type：获取LGTeacher.Type的元类型给%4寄存器
%5 = function_ref @$s4main9LGTeacherCACycfC : %5是LGTeacher.__allocating_init()函数的引用，也就是拿到LGTeacher.__allocating_init()函数的指针地址
%6 = apply %5(%4)：使用%5函数并且传入参数%4，把结果返回值（也就是实例变量）给到%6
store %6 to %3：将%6也就是实例变量的内存地址，存放到%3这个全局变量中
Int在Swift底层中t就是一个Struct类型，%8和%9是在构建一个Int32的整数类型0，所以也就是return 0，类似与OC中main函数最终的return 0

3 类的初始化流程

@main代表入口函数首先调用__allocating_init()函数，它是用来创建实例对象的，所以需要看到函数执行的过程，那么在SIL文件中搜索s4main9LGTeacherCACycfC，看到下面的代码。这个函数需要一个元数据类型，这里是LGTeacher.Type，你可以直接把这个元数据类型先理解成isa指针。

看这个alloc_ref是啥呢，alloc_ref表示创建一个T的实例对象，并且引用计数加1,所以alloc_ref实际上是去堆区申请内存空间。

汇编模式查看下__allocating_init方法，它在具体做什么呢，我们点击跳进去，里面有两个方法，swift_allocObject在堆区找合适的内存空间，init()在初始化所有的成员变量。

那么如果让LGTeacher继承自NSObject，又会有什么变化呢，运行后就可以看到LGTeacher.__allocating_init里面调用的就是OC的初始化方法objc_allocWithZone 和 init 两个方法了。

class LGTeacher:NSObject {
    var age: Int = 18
    var name: String = "asd"
}

swift_allocObject 接下来我们看下这个函数到底干了什么

打开swift源码然后找到HeapObjec.cpp文件，在里面找到了_swift_allocObject_ 方法并且看到这里有三个参数，没错是三个参数一个metadata（元数据类型）,requiredSize（所需要的大小），requireAlignmentMask（所需要对齐的掩码它的值为7）.

然后调用swift_slowAlloc方法，并将requiredSize和requiredAlignmentMask作为参数传了进去，然后swift_slowAlloc方法返回了一个HeapObject类型的指针，malloc函数也就是分配内存空间的。

总结下Swift对象进行内存分配的流程

分析HeapObject结构体

里面包含HeapMetadata，占用8字节内存大小
HeapMetadata是TargetHeapMetadata这个类型的别名定义，所以接下去需要看TargetHeapMetadata。
我们知道在objc中类的结构是objc_class 它的结构如下

那么swift中类的结构是什么呢如下

从上面不难看出 superClass cacheData这些关键词都是一样的

4 总结

swift中的类和struct最主要的区别在于类是一个引用类型，而结构体是值类型。当不涉及继承关系时，我们用来存贮值的时候我们可以优先考虑结构体来存储。
swift中的类本质是heapObject类型的结构体包含metadata和引用计数，我么oc中的类本质是objc_class 类型的结构体。
swift中实例对象存贮的是metadata和引用计数，成员变量。oc中实例变量存储的是isa和成员变量
swift中metadata中包含类的信息通过getTypeContextDescriptor获取描述的类型把数据存在对应的结构体中。