在这里，我们要讲讲值类型和写时复制。在 swift 的标准库中，所有的集合类型都使用了写时复制。我们在本篇文章中看一下写时复制如何工作的，并且如何实现它。
引用类型
使用 swift 的 Data 和 NSMutableData 作对比
var sampleBytes: [UInt8] = [0x0b, 0xad, 0xf0, 0x0d]
let nsData = NSMutableData(bytes: sampleBytes, length: sampleBytes.count)
在这里，我们使用了 let 来修饰 nsData 变量，但是因为 NSMutableData 是一个引用类型，swift 的 let/var 关键字不能控制它。对于引用类型，let 只能保证 nsData 不被指向其他实例，但是我们可以修改他：
nsData.append(sampleBytes, length: sampleBytes.count)
因为我们操作的是一个对象，在以下例子中，两个对象都会发生改变：
// 两者都指向同一个对象，所以都改变了
let nsOtherData = nsData
nsData.append(sampleBytes, length: sampleBytes.count)
如果不希望 nsOtherData 也随之改变，可以使用 mutableCopy
// 这样 nsOtherData 就不会改变
let nsOtherData = nsData.mutableCopy() as! NSMutableData
nsData.append(sampleBytes, length: sampleBytes.count)
值类型
现在我们看一下 Data 类型，这是一个结构体
let data = Data(bytes: sampleBytes, count: sampleBytes.count)
这里我们使用了 let 修饰，这样就不能修改 data 的值，除非将他设置为 var。并且将 data 赋值给别的变量，修改变量也不会影响 data。
值类型和引用类型之间的差异在于，当你将一个值类型赋值给别的变量或者作为函数参数时，只是对值进行了赋值。但是将引用类型分配给其他变量时，只会创建指向内存中同一个对象的第二个引用。
当我们创建一个副本时，结构体被逐个复制。但是这不意味着 Data 的值直接被复制过去，因为 Data 有一个内部的内存引用。当结构体被复制时，只是引用被复制给新值。只有当复制的变量值改变时，才会将值复制过去。
实现写时复制
在这里我们将实现一个很简单的结构体版本，来更好的理解写时复制
struct MyData {
var data = NSMutableData()
mutating func append(_ bytes: [UInt8]) {
data.append(bytes, length: bytes.count)
}
}
接下来看看结果如何
var data = MyData()
var copy = data
data.append(sampleBytes)
Copy 还是被改变了，这是因为在结构体复制时，将引用复制了过去，这个引用指向了实际的值，所以 copy 还是被改变，以下代码就可以修复这个问题
struct MyData {
var data = NSMutableData()
mutating func append(_ bytes: [UInt8]) {
print("making a copy")
data = data.mutableCopy() as! NSMutableData
data.append(bytes, length: bytes.count)
}
}
现在 copy 的值不会被改变了，接下来重构一下结构体，更加优雅点：
struct MyData {
var data = NSMutableData()
var dataForWriting: NSMutableData {
mutating get {
print("making a copy")
data = data.mutableCopy() as! NSMutableData
return data
}
}
mutating func append(_ bytes: [UInt8]) {
dataForWriting.append(bytes, length: bytes.count)
}
}
让写时复制更高效
目前的做法是很幼稚的，我们会在每次 append 的时候都去复制，而不去管我们是这个对象的唯一拥有者，例如以下代码：
for _ in 0..<10 {
data.append(sampleBytes)
}
// This prints:
// making a copy
// making a copy
// making a copy
// making a copy
// making a copy
// making a copy
// making a copy
// making a copy
// making a copy
// making a copy
以上代码在理想情况下应该只 copy 一次，想这样做的话也很简单，使用 isKnownUniquelyReferenced 方法，这个方法可以判断传入的参数是否已经有一个强引用
struct MyData {
var dataForWriting: NSMutableData {
mutating get {
if isKnownUniquelyReferenced(&data) {
return data
}
print("making a copy")
data = data.mutableCopy() as! NSMutableData
return data
}
}
}
但是上面的代码还是没有起效的，因为 isKnownUniquelyReferenced 只适用于 swift 对象，现在我们来将 NSMutableData 包装为 swift 对象：
final class Box {
// 使用这个常量
let unbox: A
init(_ value: A) {
unbox = value
}
}
struct MyData {
var data = Box(NSMutableData())
var dataForWriting: NSMutableData {
mutating get {
if isKnownUniquelyReferenced(&data) {
return data.unbox
}
print("making a copy")
data = Box(data.unbox.mutableCopy() as! NSMutableData)
return data.unbox
}
}
mutating func append(_ bytes: [UInt8]) {
dataForWriting.append(bytes, length: bytes.count)
}
}
现在我们再去进行之前的遍历操作会发现只复制了一次，有点类似 lazy
写时复制也不是时时起效
(0..<10).reduce(data) { result, _ in
var copy = result
copy.append(sampleBytes)
return copy
}
上面的写法会 copy10次，所以写时复制也不是万能的，但是一般情况下不会出现这种问题。
上面 reduce 内部做了什么？
- (0..<10) 代表了闭包会进行10次
- 接受了一个初始值参数，并将这个初始值作为第一次遍历的 result 的值
- 返回的 copy 作为下一次循环的 result 值
参考自 swift talk