iOS 性能优化之位域，联合体,位运算的使用，节省空间

iOS 性能优化之位域，共用体,位运算的使用，节省空间

1. 位运算方法

@interface Person()
{
    struct  {
        // 位域名 ： 位域长
        char tall : 1;// 是否高
        char rich : 1; // 是否富有
        char humor : 1; // 是否幽默
    } myself;
    
    char _my;
}
@end
@implementation Person
-(void)setRich:(BOOL)rich{
    if (rich) {
        _my |= RICH;
    } else {
        _my &= ~RICH;
    }

}
-(void)setTall:(BOOL)tall{
    if (tall) {
        _my |= TALL;
    } else {
        _my &= ~TALL;
    }
}
-(void)setHumor:(BOOL)humor{
    if (humor) {
        _my |= HUMOR;
    } else {
        _my &= ~HUMOR;
    }
}
-(BOOL)tall{
    BOOL ret = _my & TALL;
    return ret;
}
-(BOOL)rich{
    BOOL ret = _my & RICH;
    return ret;
}
-(BOOL)humor{
    BOOL ret = _my & HUMOR;
    return ret;
}

#define TALL (1 << 0)
#define RICH (1 << 1)
#define HUMOR (1 << 2)

测试代码

- (void)testStruct{
    Person *per = [[Person alloc] init];
    per.tall = YES;
    per.rich = NO;
    per.humor = YES;
    NSLog(@"tall : %d , rich : %d , humor : %d",per.tall,per.rich,per.humor);
}

我们是利用了一个 char 一个字节的空间的后三位，因为我们每次设置值得时候，都会去和一个宏定义做位运算，而这三个宏定义，其实就是用到了一个字节的后三位，分别来存储不同的值，然后将后三位置为0或者1.

2. 位域

@interface Person()
{
    struct  {
        // 位域名 ： 位域长
        char tall : 1;// 是否高
        char rich : 1; // 是否有钱
        char humor : 1; // 是否幽默
    } myself;
    
    char _my;
}
@end
@implementation Person

-(void)setRich:(BOOL)rich{
    myself.rich = rich;

}
-(void)setTall:(BOOL)tall{
    myself.tall = tall;
}
-(void)setHumor:(BOOL)humor{
    myself.humor = humor;
}
-(BOOL)tall{
    BOOL ret = myself.tall;
    return ret;
}
-(BOOL)rich{
    BOOL ret = myself.rich;
    return ret;
}
-(BOOL)humor{
    BOOL ret = myself.humor;
    return ret;
}

这里其实只占用了一个字节，用到了其中的三位而已，,也就是 0000 0111 ,后面的三位用来存储我们的三个值，

测试代码

 Person *per = [[Person alloc] init];
    per.tall = YES;
    per.rich = NO;
    per.humor = YES;
    NSLog(@"tall : %d , rich : %d , humor : %d",per.tall,per.rich,per.humor);

我们通过断点，来查看我们的 myself 结构体的值

p/x &(per->myself) - > ((anonymous struct) *) $0 = 0x0000600002b2ae48,然后查看这个地址的值 x 0x0000600002b2ae48 - > 0x600002b2ae48: 05 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00

可以看到 05,也就是 0000 0101,也就是我们的第一位和第三位为1，和我们设置的值是一样的，由此可以证明，我们使用了一个字节中的三位,我们再来看下这个结构体的具体存储内容

p/x per->myself
((anonymous struct)) $0 = (tall = 0x01, rich = 0x00, humor = 0x01)

这次是不是一目了然。

如果发现打印为-1，是因为我们设置为1位，当要补足8位的时候，其余都补1，所以为 1111 1111 , 所以直接在get方法返回的时候 添加 !! , 也就是两个叹号就可以了，强制转化为 bool 类型

3. 联合体使用

继续上代码

#define TALL (1 << 0)
#define RICH (1 << 1)
#define HUMOR (1 << 2)
@interface Person()
{
    struct  {
        // 位域名 ： 位域长
        char tall : 1;// 是否高
        char rich : 1; // 是否富有
        char humor : 1; // 是否幽默
    } myself;
    
//    char _my;
    
    union {
        
        char bits;
        
        // 增加代码的可读性，相对于这个联合体就是说这一个字节的各个位都是做什么用的，占用几位，总共是用一个字节而已
        struct {
            // 位域名 ： 位域长
            char tall : 1;// 是否高
            char rich : 1; // 是否富有
            char humor : 1; // 是否幽默
        } my;
        
    } myUnion;
}
@end
@implementation Person

-(void)setRich:(BOOL)rich{
    if (rich) {
        myUnion.bits  |= RICH;
    } else {
        myUnion.bits  &= ~RICH;
    }

}
-(void)setTall:(BOOL)tall{
    if (tall) {
        myUnion.bits  |= TALL;
    } else {
        myUnion.bits  &= ~TALL;
    }
}
-(void)setHumor:(BOOL)humor{
    if (humor) {
        myUnion.bits  |= HUMOR;
    } else {
        myUnion.bits  &= ~HUMOR;
    }
}
-(BOOL)tall{
    BOOL ret = myUnion.bits  & TALL;
    return ret;
}
-(BOOL)rich{
    BOOL ret = myUnion.bits  & RICH;
    return ret;
}
-(BOOL)humor{
    BOOL ret = myUnion.bits  & HUMOR;
    return ret;
}

联合体

1. 联合体中可以定义多个成员，联合体的大小由最大的成员大小决定
2. 联合体的成员公用一个内存，一次只能使用一个成员
3. 对某一个成员赋值，会覆盖其他成员的值
4. 存储效率更高，可读性更强，可以提高代码的可读性，可以使用位运算提高数据的存储效率

其实这个 联合体 就是占用一个字节 ，然后联合体中可以有多个成员，但是他们是公用一块内存，第一个bits使我们真正用的，第二个定义的结构体就是为了解释这一个字节是干嘛用的，各个位是干嘛的，上面的代码我们再打印一下存储

p/x per->myUnion
((anonymous union)) $0 = {
  bits = 0x05
  my = (tall = 0x01, rich = 0x00, humor = 0x01)
}

可以看到 一目了然，下面的 my 结构体其实就是对 bits 的解释，我们设置了bits 的每一位的值，同时也是对应这个结构体里面的每一位，因为他们是共用体。 0x05 就是 0x0000 0101 ，也就是第一位和第三位为1，my = (tall = 0x01, rich = 0x00, humor = 0x01) 这个不正是告诉我们 每一位是0还是1吗？

所以 上面的代码你甚至可以这么写

-(void)setRich:(BOOL)rich{
    myUnion.my.rich  = rich;
}
-(void)setTall:(BOOL)tall{
    myUnion.my.tall  = tall;
  
}
-(void)setHumor:(BOOL)humor{

    myUnion.my.humor = humor;
  
}
-(BOOL)tall{
    BOOL ret = myUnion.bits  & TALL;
    return ret;
}
-(BOOL)rich{
    BOOL ret = myUnion.bits  & RICH;
    return ret;
}
-(BOOL)humor{
    BOOL ret = myUnion.bits  & HUMOR;
    return ret;
}

或者这么写

-(void)setRich:(BOOL)rich{
    myUnion.my.rich  = rich;
}
-(void)setTall:(BOOL)tall{
    myUnion.my.tall  = tall;
  
}
-(void)setHumor:(BOOL)humor{

    myUnion.my.humor = humor;
  
}
-(BOOL)tall{
    BOOL ret = myUnion.bits  & TALL;
    return ret;
}
-(BOOL)rich{
    BOOL ret = myUnion.bits  & RICH;
    return ret;
}
-(BOOL)humor{
    BOOL ret = myUnion.bits  & HUMOR;
    return ret;
}

或者这样

-(void)setRich:(BOOL)rich{
    myUnion.my.rich  = rich;
}
-(void)setTall:(BOOL)tall{
    myUnion.my.tall  = tall;
  
}
-(void)setHumor:(BOOL)humor{

    myUnion.my.humor = humor;
  
}
-(BOOL)tall{
    BOOL ret = myUnion.my.tall;
    return ret;
}
-(BOOL)rich{
    BOOL ret = myUnion.my.rich;
    return ret;
}
-(BOOL)humor{
    BOOL ret = myUnion.my.humor;
    return ret;
}

都是可以的，因为他们是一个公用体,都是一样的道理，是不是觉得很有意思？