1平酿、結(jié)構(gòu)體

結(jié)構(gòu)體都有一個編譯器自動生成的初始化器塞椎。
根據(jù)情況可能會生成多個初始化器，保證所有的成員(存儲屬性喜庞、Stored Property)都有初始值。

struct Person {
    var name: String
    var age: Int
}
//正確
var person = Person(name: "wang", age: 18)
//錯誤
var person1 = Person(name: "li")
var person2 = Person(age: 20)
var person3 = Person()

可以看到我們在確保所有的儲存屬性有值的情況下去初始化才是正確的棋返。
那我們也可以這樣去定義屬性

struct Person {
    var name: String = ""
    var age: Int = 0
}

var person = Person(name: "wang", age: 18)
var person1 = Person(name: "li")
var person2 = Person(age: 20)
var person3 = Person()

這種情況下下面的即中初始化方法均可男摧，因為我們已經(jīng)給我們的存儲屬性賦了初值了。
那同樣吹零，我們也可以給定其初始值為nil柠新，這樣也可以使用下面的初始化方法。

當然射沟，我們也可以自定義初始化器殊者。

struct Person {
    var name: String
    var age: Int
    
    init(name: String, age: Int) {
        self.name = name
        self.age = age
    }
}

同樣我們也可以在自定義的初始化器中給定其默認值。

struct Person {
    var age: Int?
    
    init() {
        self.age = 10
    }
}
var person = Person()

此時我們通過匯編進入看一下验夯，可以看到其調(diào)用了init函數(shù)

image.png

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但如果我們沒有自定義初始化器呢？也就是直接給定其一個默認值的情況下挥转，其內(nèi)部是怎么調(diào)用的呢海蔽？

struct Person {
    var age: Int = 10
}
var person = Person()

通過斷點走入?yún)R編代碼共屈。可以看到與上面相比基本是一模一樣的党窜，甚至連調(diào)用方法的地址都是一致的拗引。

image.png

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至于結(jié)構(gòu)體在內(nèi)存中的布局其實與上一期我們講到的枚舉是一致的泼掠。
比如上面我們實例化的person對象怔软，其有一個屬性為age，該屬性在內(nèi)存中占8個字節(jié)择镇，又因為其內(nèi)存對齊字節(jié)為8挡逼，因此其內(nèi)存中的布局為0x000000000000000a。

2腻豌、類

相比結(jié)構(gòu)體而言類是沒有可以傳入成員值的初始化器的家坎。
同樣，當我們定義了類以后沒有給其成員默認值的情況下也是會有錯誤提示的

image.png

但是類因為沒有默認的成員初始化器吝梅，因此我們直接在初始化時傳入成員屬性時不可行的：

image.png

此時需要我們手動去給其實現(xiàn)初始化器虱疏。

3、區(qū)別

其實結(jié)構(gòu)體和類的本質(zhì)區(qū)別在于結(jié)構(gòu)體是值類型而類是引用類型苏携。
也就是說結(jié)構(gòu)體對象其位于內(nèi)存中即椬龅桑空間中，而引用類型其真正的內(nèi)存空間在堆空間中右冻。
但嚴格來說我們并不能說結(jié)構(gòu)體內(nèi)存一定是在椬芭睿空間，其內(nèi)存分配在哪兒取決于它定義的位置纱扭，如果其在函數(shù)內(nèi)定義的那么其內(nèi)存在楇怪悖空間內(nèi)。如果其在外部定義乳蛾，那么其內(nèi)存在數(shù)據(jù)段內(nèi)(全局區(qū))暗赶。如果其作為一個類的屬性，那么其內(nèi)存自然是會分配在堆空間屡久。
至于類的話不管在哪兒定義其內(nèi)存一定是在堆空間忆首，在不同的地方定義改變的只是其指針的內(nèi)存位置。

問題：那如果結(jié)構(gòu)體定義在一個類的方法里邊其內(nèi)存會在哪兒被环？

3.1 內(nèi)存分配

那么我們怎么去區(qū)分一個對象是在棧空間還是在堆空間详幽？
其實如果對象是在堆空間時其初始化時會牽涉到alloc或者malloc筛欢。

此時我們定義一個類對象并實例化浸锨，此時加上斷點

image.png

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而同樣的我們可以看到結(jié)構(gòu)體會調(diào)用init聪蘸，也就是直接分配在棧空間的表制。

//類對象堆空間申請內(nèi)存過程

接下來我們看看struct和class在內(nèi)存中的地址健爬。定義一個結(jié)構(gòu)體以及類，并實例化

struct StructObject {
    var age: Int = 10
    var count: Int = 11
}


class ClassObject {
    var age: Int = 10
    var count: Int = 20
}

var strutObject = StructObject()
var classObject = ClassObject()



print("結(jié)構(gòu)體變量的地址：",Mems.ptr(ofVal: &strutObject))
print("結(jié)構(gòu)體變量的內(nèi)容：",Mems.memStr(ofVal: &strutObject))

print("----------------")

print("類變量指針的地址：",Mems.ptr(ofVal: &classObject))
print("類變量指針的內(nèi)容：",Mems.memStr(ofVal: &classObject))

此時我們查看打印結(jié)果：

結(jié)構(gòu)體變量的地址： 0x00000001000083c8
結(jié)構(gòu)體變量的內(nèi)容： 0x000000000000000a 0x000000000000000b
----------------
類變量指針的地址： 0x00000001000083d8
類變量指針的內(nèi)容： 0x000000010079c950

其中0x00000001000083c8和0x00000001000083d8分別是兩個對象的地址么介。我們查看內(nèi)存中的值娜遵，可以看到前8個字節(jié)是Person.age的值，后面8個字節(jié)是Person.count的值

image.png

而類對應(yīng)的內(nèi)存中只是存放了另一個地址壤短，而這個地址實際上指向的就是堆空間设拟。

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我們也可以打印出類對象對應(yīng)的信息：

print("類變量指針所指向的內(nèi)容的地址：",Mems.ptr(ofRef: classObject))
print("類變量指針所指向的內(nèi)容的內(nèi)容：",Mems.memStr(ofRef: classObject))

類變量指針所指向的內(nèi)容的地址： 0x00000001006086f0
類變量指針所指向的內(nèi)容的內(nèi)容： 0x00000001000082c8 0x0000000200000002 0x000000000000000a 0x0000000000000014

可以看到指針中存放的就是類對象的地址，類對象的4個8字節(jié)即是前面所說的一些信息婆赠。

我們也可以分析結(jié)構(gòu)體對象和類對象在內(nèi)存中的大小绵脯。
上述我們定義的結(jié)構(gòu)體對象有2個屬性，那么其在內(nèi)存中的大小為16字節(jié)休里。
類對象同樣也有兩個屬性蛆挫，但是指針僅占8字節(jié)，而這8個字節(jié)中存的是類對象的地址妙黍，而真正的類對象是占用32個字節(jié)的悴侵。
上述結(jié)論可通過MemoryLayout打印結(jié)果可知。

print("結(jié)構(gòu)體內(nèi)存大小",MemoryLayout<StructObject>.stride)
print("類對象指針內(nèi)存大小",MemoryLayout<ClassObject>.stride)

結(jié)構(gòu)體內(nèi)存大小 16
類對象指針內(nèi)存大小 8

3.2 值類型匯編分析

值類型為深拷貝(deep copy) 拭嫁，引用類型為淺拷貝(shallow copy)
深拷貝也就是賦值一份副本可免，即重新分配一塊內(nèi)存而淺拷貝僅僅是定義一個指針指向相同的內(nèi)存抓于。

    func test() {

    struct Auction {
        var id: Int
        var type: Int
    }

    let auction = Auction(id: 10, type: 20)
    var p = auction
    p.id = 11
    p.type = 22
    print("qeqwwq")

}
test()

同樣斷點分析匯編

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在swift標準庫中字符串、數(shù)組尤辱、字典其底層都是結(jié)構(gòu)體砂豌，因此其也都是值類型。
而swift中為了提升性能它們采用 Copy On Write機制光督。也就是修改的時候才去copy阳距，如果不進行修改的時候仍然是同一份內(nèi)存。

當對同一個結(jié)構(gòu)體對象進行第二次實例化的時候其只是對原地址中的數(shù)據(jù)進行重新賦值结借，其地址不會改變筐摘。

var auction = Auction(id: 10, type: 20)
auction = Auction(id: 11, type: 22)

image.png

SwiftStudy`init(id:type:) in Auction #1 in test():
->  0x1000010e0 <+0>:  pushq  %rbp
    0x1000010e1 <+1>:  movq   %rsp, %rbp
    0x1000010e4 <+4>:  movq   %rdi, %rax
    0x1000010e7 <+7>:  movq   %rsi, %rdx
    0x1000010ea <+10>: popq   %rbp
    0x1000010eb <+11>: retq   

此時我們看匯編斷點的截圖，函數(shù)調(diào)用完成后又把rax和rdx中的值給了-0x10(%rbp)和-0x8(%rbp)薪韩，此時我們查看對應(yīng)的內(nèi)存空間：

image.png

3.3 引用類型匯編分析

定義一個類

func testClass() {
    
    class Person {
        var age: Int
        var height: Int

        init(age: Int, height: Int) {
            self.age = age
            self.height = height
        }
    }

    var person = Person(age: 10, height: 20)
    var person1 = person
    person1.age = 11
    person1.height = 22
}

同樣桨菜，進入?yún)R編斷點后直接找對應(yīng)的立即數(shù)，可以看待第13捉偏、14行對應(yīng)的分別是10和20雷激，分別放入寄存器edi和esi替蔬，然后執(zhí)行call指令告私。

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接下來調(diào)用了allocating_init屎暇，進入該函數(shù)可以看到從對應(yīng)的寄存器中取值后給到了相鄰的兩個地址中。

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結(jié)束函數(shù)調(diào)用驻粟，回到執(zhí)行call處

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可以知道根悼，函數(shù)調(diào)用結(jié)束后將rax中的值給了-0x10(%rbp)和-0x60(%rbp)，
而根據(jù)我們的代碼可知蜀撑，在實例化person后會將person賦值給person1挤巡。那么和這里的匯編代碼吻合了，也就是rax存放的就是實例化Person的地址酷麦，該地址分別給放在了對應(yīng)的兩個地址中矿卑。

• rax一般存放函數(shù)調(diào)用的返回值
• -0x60(%rbp) 類似于這種rbp-地址值的類型一般都是局部變量

獲取rax存放的地址值，直接去查看改地址對應(yīng)的內(nèi)存

(lldb) register read rax
     rax = 0x00000001005388f0
(lldb) memory read 0x00000001005388f0
0x1005388f0: c0 72 00 00 01 00 00 00 02 00 00 00 00 00 00 00  .r..............
0x100538900: 0a 00 00 00 00 00 00 00 14 00 00 00 00 00 00 00  ................
(lldb) 

image.png

可以看到沃饶，存放數(shù)據(jù)的共有32個字節(jié)母廷，第一個8字節(jié)存放的是類信息，第2個8字節(jié)存放的是引用計數(shù)信息糊肤，之后便是其兩個屬性數(shù)據(jù)了琴昆。
接下來我們?nèi)タ葱薷?code>person1的屬性值。同樣我們?nèi)フ覍?yīng)的立即數(shù)

image.png

(lldb) register read rax
     rax = 0x00000001005388f0

而又分別在0x00000001005388f0的基礎(chǔ)上移動了16個字節(jié)(0x100538900)和24個字節(jié)(0x100538908)對應(yīng)的不就是兩個屬性數(shù)據(jù)的地址，也就是這里直接是修改了屬性的值了噩茄，從而person和person1指向的堆空間的數(shù)據(jù)也改變了下面。

• 類似rax+地址值 一般都是堆空間的地址