Swift结构体与类

在面向过程的编程语言（如C语言）中，结构体用得比较多，但是面向对象之后，如在C++和Objective-C中，结构体已经很少使用了。这是因为结构体能够做的事情，类完全可以取而代之。

而Swift语言却非常重视结构体，把结构体作为实现面向对象的重要手段。Swift中的结构体与C++和Objective-C中的结构体有很大的差别，C++和Objective-C中的结构体只能定义一组相关的成员变量，而Swift中的结构体不仅可以定义成员变量（属性），还可以定义成员方法。因此，我们可以把结构体看做是一种轻量级的类。

Swift中的类和结构体非常类似，都具有定义和使用属性、方法、下标和构造器等面向对象特性，但是结构体不具有继承性，也不具备运行时强制类型转换、使用析构器和使用引用计等能力。

一、类和结构体定义

Swift中的类和结构体定义的语法也是非常相似的。我们可以使用class关键词定义类，使用struct关键词定义结构体，它们的语法格式如下：

class 类名 {

    定义类的成员

}

struct 结构体名 {

    定义结构体的成员

}

从语法格式上看，Swift中的类和结构体的定义更类似于Java语法，不需要像C++和Objective-C那样把接口部分和实现部分放到不同的文件中。

类名、结构体名的命名规范与枚举类型的要求是一样的。下面我们来看一个示例：

class Employee { //定义员工类
    var no : Int = 0 //定义员工编号属性
    var name : String = "" //定义员工姓名属性
    var job : String? //定义工作属性
    var salary : Double = 0 //定义薪资属性


    var dept : Department?  //定义所在部门属性
}


struct Department { //定义部门结构体
    var no : Int = 0 //定义部门编号属性
    var name : String = "" //定义部门名称属性
}

Employee是我们定义的类，Department是我们定义的结构体。在Employee和Department中我们只定义了一些属性。关于属性的内容我们将在下一章介绍。

Employee和Department是有关联关系的，Employee所在部门的属性dept与Department关联起来，它们的类图如下图所示。

 

我们可以通过下列语句实例化：

var emp = Employee()

var dept = Department()

Employee()和Department()是调用它们的构造器实现实例化，关于构造器我们会在14.1节介绍。

提示 实例化之后会开辟内存空间，emp和dept被称为“实例”，但只有类实例化的“实例”才能被称为“对象”。事实上，不仅仅是结构体和类可以实例化，枚举、函数类型和闭包开辟内存空间的过程也可以称为实例化，结果也可以叫“实例”，但不能叫“对象”。

二、再谈值类型和引用类型

数据类型可以分为：值类型和引用类型，这是由赋值或参数传递方式决定的。值类型就是在赋值或给函数传递参数时候，创建一个副本，把副本传递过去，这样在函数的调用过程中不会影响原始数据。引用类型就是在赋值或给函数传递参数的时候，把本身数据传递过去，这样在函数的调用过程中会影响原始数据。

在众多的数据类型中，我们只需记住：只有类是引用类型，其他类型全部是值类型。即便结构体与类非常相似，它也是值类型。值类型还包括整型、浮点型、布尔型、字符串、元组、集合和枚举。

Swift中的引用类型与Java中的引用类型是一样的，Java中的类也是引用类型。如果你没有Java经验，可以把引用类型理解为C、C++和Objective-C语言中的指针类型，只不过不需要在引用类型变量或常量前面加星号（*）。

下面我们看一个示例：

var dept = Department() ①
dept.no = 10
dept.name = "Sales"         ②


var emp = Employee()        ③
emp.no = 1000
emp.name = "Martin"
emp.job = "Salesman"
emp.salary = 1250
emp.dept = dept             ④


func updateDept (dept : Department) {   ⑤
    dept.name = "Research"  ⑥
}


println("Department更新前:\(dept.name)")   ⑦
updateDept(dept)                ⑧
println("Department更新后:\(dept.name)")   ⑨


func updateEmp (emp : Employee) {   ⑩
    emp.job = "Clerk"       ⑪
}


println("Employee更新前:\(emp.job)")   ⑫
updateEmp(emp)              ⑬
println("Employee更新后:\(emp.job)")   ⑭

上述代码第①~②行创建Department结构体实例，并设置它的属性。代码第③~④行创建Employee类实例，并设置它的属性。

为了测试结构体是否是值类型，我们在第⑤行代码定义了updateDept函数，它的参数是Department结构体实例。第⑥行代码dept.name = "Research"是改变dept实例。然后在第⑦行打印更新前的部门名称属性，在第⑧行进行更新，在第⑨行打印更新后的部门名称属性。如果更新前和更新后的结果一致，则说明结构体是值类型，反之则为引用类型。事实上第⑥行代码会有编译错误，错误信息如下。

Playground execution failed: error: <REPL>:34:15: error: cannot assign to 'name' in 'dept'

    dept.name = "Research"

    ~~~~~~~~~ ^

这个错误提示dept.name = "Research"是不能赋值的，这说明了dept结构体不能修改，因为它是值类型。其实有另外一种办法可以使值类型参数能够以引用类型传递，我们在第9章介绍过使用inout声明的输入输出类型参数，这里需要修改一下代码：

func updateDept (inout dept : Department) {

    dept.name = "Research"

}



println("Department更新前:\(dept.name)")

updateDept(&dept)

println("Department更新后:\(dept.name)")

我们不仅要将参数声明为inout，而且要在使用实例前加上&符号。这样修改后输出结果如下：

Department更新前:Sales

Department更新后:Research

相比之下，第⑩行代码是定义updateEmp函数，它的参数是Employee类的实例，我们不需要将参数声明为inout类型。在第⑪行修改emp没有编译错误，这说明Employee类是引用类型，在调用的时候不用在变量前面添加&符号，见代码第 行。输出结果如下：

Employee更新前:Salesman

Employee更新后:Clerk

这个结果再次说明了类是引用类。

三、引用类型的比较

我们在第4章介绍了基本运算符，提到了恒等于（===）和不恒等于（!===）关系运算符。===用于比较两个引用是否为同一个实例，!===则恰恰相反，它只能用于引用类型，也就是类的实例。

下面我们看一个示例：

var emp1 = Employee()       ①
emp1.no = 1000
emp1.name = "Martin"
emp1.job = "Salesman"
emp1.salary = 1250


var emp2 = Employee()       ②
emp2.no = 1000
emp2.name = "Martin"
emp2.job = "Salesman"
emp2.salary = 1250




if emp1 === emp2                ③
{
    println("emp1 === emp2")
}
if emp1 === emp1                ④
{
    println("emp1 === emp1")
}


var dept1 = Department()    ⑤
dept1.no = 10
dept1.name = "Sales"


var dept2 = Department()    ⑥
dept2.no = 10
dept2.name = "Sales"


if dept1 == dept2   //编译失败  ⑦
{
    println("dept1 === dept2")
}

上述代码第①行和第②行分别创建了emp1和emp2两个Employee实例。在代码第③行比较emp1和emp2两个引用是否为一个实例。可以看到，比较结果为False，也就是emp1和emp2两个引用不是一个实例，即便是它们内容完全一样，结果也是False，而第④行的比较结果为True。如果我们采用==比较，结果会如何呢？代码如下：

if emp1 == emp2 

{

    println("emp1 === emp2")

}

答案是有如下编译错误。==比较要求两个实例的类型（类、结构体、枚举等）必须要在该类型中重写==运算符，定义相等规则。同样的错误也会发生在第⑦行代码。

Playground execution failed: error: <REPL>:42:9: error: could not find an overload for '==' that accepts the supplied arguments

if emp1 == emp2

   ~~~~~^~~~~~~

代码第⑤行和第⑥行分别创建了dept1和dept2两个Department实例。在代码第⑦行使用==比较dept1和dept2两个值是否相等，不仅不能比较，而且还会发生编译错误，这在上面已经解释过了。

如果我们采用恒等于===比较dept1和dept2，结果会如何呢？代码如下：

if dept1 === dept2

{

    println("dept1 === dept2")

}

我们发现会有编译错误。===不能比较值类型，而Department结构体是值类型，因此不能使用===比较。

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