Swift中值语义的实现

原文链接：https://vernsu.github.io/2017/01/19/
标识：Swift学徒

什么是值语义

目标对象由源对象拷贝生成，生成的目标对象与源对象彼此独立，改变互不影响。这就意味着，该对象的类型支持值语义。

从另一个角度来说，如果一个对象的值，只能由自己修改，则说明这个对象的类型支持值语义。

值语义的理解

在OC中我们会经常这样写：

@property(nonatomic,copy) NSString * verifyCode;

如果我们不这样写会导致什么问题？请看例子：

struct Person {
    var name: NSString
}

let name = NSMutableString()
name.appendString("Bob")
let bob = Person(name: name)

name.appendString(", Jr.")
let bobjr = Person(name: name)

print(bob.name)
print(bobjr.name)

打印结果：

Bob, Jr.
Bob, Jr.

原因在于：NSString是引用类型，它本身是不可变的，但是它有一个可变的子类：NSMutableString，导致NSString类型的Property实际上可能是NSMutableString类型。而我们要防止对象的属性被暗中修改。

同样的，在使用NSURLRequest以及集合类型时都需要进行防御性的拷贝。为此，OC语言为Property提供了一个copy属性。

很多编程语言中，字符串作为引用类型来实现，因为它们坚持「一切皆对象」的哲学。而值类型和不可变引用类型的区别在使用上很难被察觉。如果你的数据无法被改变，即使是引用类型，也拥有值语义。但是，从性能和内存角度来考虑，防御性拷贝明显不是最优措施。

Swift 中的String是值类型，符合值语义，不会存在共享引用这个问题。

Swift中值语义的实现

Case 1：原始值类型

Swift 中标准值类型支持值语义，比如：Int，String，Double等。

Case 2：复合的值类型

这里遵循一个简单的规则：如果一个 Struct 的所有 Stored Property 都支持值语义，则该Struct支持值语义。

Case 3：引用类型

引用类型也可以有值语义。

改变引用类型变量的值有两种方式：

1. 给变量分配另一个实例。
2. 修改实例自身。

第一种方式是靠变量自身进行修改的，这是被值语义所允许的。而第二种方式可能是由其他变量的修改导致。

所以，如果要让一个引用类型拥有值语义，必须保证它的内部是不可变的。为了做到这点，需要让所有的 Stored Property 为常量。也就是说，在初始化后不会再被改变。

UIKit中很多地方使用了这种模式。

var a = UIImage(named:"smile.jpg")
var b = a
computeValue(b) // => something
doSomething(a)
computeValue(b) // => same thhing

显而易见，UIImage 是引用类型，但是是不可变的。doSomething(a)不会导致computeValue(b)的返回结果有任何变化。

UIImage 有很多 Property（scale，capInset，renderimgmode等），但是都是只读的，无法修改。所以一个变量没法影响另一个变量。

注意：如果其中一个Property不是常量，那就破坏了UIImage的值语义。

Cocoa 中有很多Class定义为不可变就是这个原因：不可变的引用类型拥有值语义。

Case 4：值类型内嵌套可变的引用类型

使用一个特殊的技巧可以使这种情况也可以拥有值语义，Swift标准库里大量使用了这种技术。
具体的实现请参考 Swift中值类型内嵌套可变引用类型时值语义的实现。

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