Swift 中的结构体

在 Swift 中，struct 是值类型，默认情况下是存储在栈上的，且是连续内存地址存储的

分析

定义一个简单的结构体：

struct Size {
  var width: Int
  var height: Int
}

可以通过 MemoryLayout 打印 Size 的内存大小：

var size = Size(width: 1, height: 2)

print("内存对齐: \(MemoryLayout.alignment(ofValue: size))")
print("实际占用的内存大小: \(MemoryLayout.size(ofValue: size))")
print("分配的内存大小: \(MemoryLayout.stride(ofValue: size))")

print("内存对齐: \(MemoryLayout.alignment)")
print("实际占用的内存大小: \(MemoryLayout.size)")
print("分配的内存大小: \(MemoryLayout.stride)")

打印结果为：

内存对齐: 8
实际占用的内存大小: 16
分配的内存大小: 16
内存对齐: 8
实际占用的内存大小: 16
分配的内存大小: 16

在 swift 中，Int 类型占用8个字节的内存空间，Size 结构体有2个 Int 类型的成员属性，Size 结构体的内存模型如下图所示：

Memory Layout

由于结构体是值类型，数据默认存放在栈空间，且是连续的内存存放。

初始化一个 size 变量，并打印其内存地址：

var size = Size(width: 1, height: 2)

let rawPointer = withUnsafePointer(to: &size) {
    UnsafeMutableRawPointer(mutating: $0)
}
print(rawPointer)   // 输出：0x0000000100004078

可以通过 View Memory 或则 lldb 查看内存：

• View Memory (Debug --> Debug Workflow --> View Memory)

View Memory

• lldb

Memory Read

验证

为了进一步验证结构体是值类型，且值是存放在连续的内存中的，下面将通过 UnsafeMutableRawPointer 和 lldb 做验证

UnsafeMutableRawPointer

我们通过 func storeBytes(of value: T, toByteOffset offset: Int = 0, as type: T.Type) 函数可以修改内存中的值：

// 修改 width 的值为 3
rawPointer.storeBytes(of: 3, as: Int.self)
// 修改 height 的值为 4，height 相对于size的内存起始地址偏移8个字节（Int的大小）
rawPointer.storeBytes(of: 4, toByteOffset: 8, as: Int.self)

print(size)

在控制台可以看到对应的输出为

Size(width: 3, height: 4)

和 storeBytes 函数相对应的有 func load(fromByteOffset offset: Int = 0, as type: T.Type) -> T 用于从内存中的读取值。

lldb

通过 lldb 修改内存的值可以通过 memory write 修改：

Help memory write

接下来通过 lldb 把 size 变量的 width 和 height 分别改为 5 和 6 看看：

Memory Write

在 lldb 中也可以通过 po 指令打印变量的值：

po size

总结

结构体对象是值类型，数据 一般情况 存放在栈空间。

⚠️: 为什么强调是 一般情况 呢？因为类对象是引用类型，通常存放在堆空间，如果结构体对象是类对象的成员属性，那么该结构体对象也相应地存放在了堆空间