Swift 列舉-從彙編角度看列舉記憶體結構
一、基本使用
先看列舉的幾種使用(暫不要問,看看是否都能看懂,待會會逐一講解)
1、操作一 簡單使用
//第一種方式 enum Direction { case east case west case south case north func testDir() -> String { switch self { case .east: return "東邊" case .west: return "西邊" case .south: return "南邊" case .north: return "北邊" } } } //第二種方式 enum Direction1 { case east, west, south, north func testDir() -> String { switch self { case .east: return "東邊" case .west: return "西邊" case .south: return "南邊" case .north: return "北邊" } } } var dir = Direction.east dir = .north var dir1 = Direction1.east dir1 = .north
第一種和第二種完全一樣。
2、操作二 關聯值(Associated Values)
關聯值(Associated Values)將列舉的成員值跟其他型別的值關聯儲存在一起,非常有用!
2.1 關聯值示例1
enum Score { case points(Int) case grade(Character) } var score = Score.points(98) score = .grade("A") func testScore() { switch score { case let .points(i): print(i,"points") case let .grade(i): print("grade",i) } }
2.2 關聯值示例2
enum Date { case digit(year: Int, month: Int, day: Int) case string(String) } var date = Date.digit(year: 2011, month: 9, day: 10) date = .string("2011-09-10") func testDate() { switch date { case .digit(let year, let month, let day): print(year, month, day) case let .string(value): print(value) } }
2.3 關聯值示例3
手機密碼方式有以下兩種,可以用列舉表示,用關聯值表示,圖如下:
上面的圖可以用關聯值列舉表示如下
enum Password { case number(Int, Int, Int, Int) case gesture(String) } var pwd = Password.number(1, 3, 7, 8) pwd = .gesture("1378") func testPwd() { switch pwd { case let .number(n1, n2, n3, n4): print("number is ", n1, n2, n3, n4) case let .gesture(str): print("gesture is " ,str) } }
3、操作三 原始值(Raw Values)
原始值: 列舉成員可以使用相同型別的預設值預先對應,預設值叫做原始值,原始值不佔用列舉變數的記憶體
enum PokerSuit: Character { case spade = "黑" case heart = "紅" case diamond = "方" case club = "花" } var suit = PokerSuit.spade print(suit.rawValue)//黑 print(PokerSuit.club.rawValue)//花
4、隱式原始值(Implicitly Assigned Raw Values)
如果列舉的原始值是Int,String,Swift會自動分配原始值,和成員值一樣
4.1 隱式原始值示例1
Direction和Direction1意義是一樣的
enum Direction: String { case north = "north" case south = "south" case east = "east" case west = "west" } enum Direction1: String { case north, south, east, west } print(Direction.north) //north print(Direction1.north.rawValue)// north
4.2 隱式原始值示例2
Int型別,預設為0開始
enum Season: Int { case spring, summer, autumn, winter } print(Season.spring.rawValue) // 0 print(Season.summer.rawValue) // 1 print(Season.autumn.rawValue) // 2 print(Season.winter.rawValue) //3
4.3 隱式原始值示例3
enum Season: Int { case spring = 1, summer, autumn = 4, winter } print(Season.spring.rawValue) // 1 print(Season.summer.rawValue) // 2 print(Season.autumn.rawValue) // 4 print(Season.winter.rawValue) //5
上面講述列舉的基本使用,下面我們將進入核心內容-從彙編的角度來看列舉的記憶體!!
二、彙編角度看列舉記憶體
示例1: 簡單實用-通過下面程式碼檢視列舉例項佔用多少記憶體位元組等
enum TestEnum { case test1, test2, test3 } var t = TestEnum.test1 t = .test2 t = .test3
通過MemoryLayout檢視記憶體大小
enum TestEnum { case test1, test2, test3 } var t = TestEnum.test1 t = .test2 t = .test3 print(MemoryLayout<TestEnum>.size) //TestEnum實際佔用記憶體空間 print(MemoryLayout<TestEnum>.stride)//系統分配給TestEnum的記憶體空間 print(MemoryLayout<TestEnum>.alignment)//對齊引數
執行結果如下
其實Swift還是很聰明的,僅僅使用一個位元組來判斷物件的不同,下面窺探test1,test2,test3的記憶體
因為Swift不支援列舉看底層的,所以通過一個記憶體訪問小工具檢視記憶體地址,然後通過記憶體地址檢視記憶體佈局
拿到記憶體地址後,可以通過view memory檢視內容
將地址0x0000000100006660輸入進去
因為通過上面發現佔用一個位元組,所以看第一個位元組儲存的為00,t為test1時
將斷點向後移,看t = test2時,t的記憶體儲存的時
再次看下t = test2 記憶體儲存的值為
最後看下t = test3記憶體儲存為
這種形式的列舉定義形式佔用一個位元組,可以代表的列舉範圍也就是0x00-0xFF共256個case,足以表示所有情況的列舉窮舉啦!
從示例1中,當列舉裡面僅僅是case多個物件,列舉記憶體僅僅會分配1個位元組來儲存各個case,case對應的為0,1,2……
示例2 帶有原始值
enum TestEnum: Int { case test1 = 1, test2 = 2, test3 = 3 } var t = TestEnum.test1 t = .test2 t = .test3
觀察上面帶有原始值列舉分配記憶體和佔用記憶體情況
從最上面講述帶有原始值的列舉(紅色標記)原始值不佔用列舉變數的記憶體
所以僅僅需要1個位元組來區分test1, test2,test3,我們再來看一個test2,看記憶體儲存的是多少
看出test2儲存的是依然是1,和原始值內容沒有任何關係,儲存和示例1沒有區別,再次印證了,原始值不佔用列舉變數的記憶體,不影響列舉記憶體結構和儲存
示例3 帶有關聯值的列舉記憶體結構
關聯值從上面基本使用得出關聯值(Associated Values)將列舉的成員值跟其他型別的值關聯儲存在一起
enum TestEnum { case test1(Int, Int, Int) case test2(Int, Int) case test3(Int) case test4(Bool) case test5 } var t = TestEnum.test1(1, 2, 3) t = .test2(4, 5) t = .test3(6) t = .test4(true) t = .test5
繼續使用MemoryLayout來看記憶體分配
從上面可看出TestEnum列舉實際佔用記憶體空間大小為25,又因為記憶體對齊為8,所以系統分配了32個位元組的大小給TestEnum
下面著重講解為什麼實際佔用了25個位元組,又是怎麼儲存的?
通過記憶體小工具檢視列舉地址
然後View Memory工具檢視記憶體結構如下
上面得出Int佔據8個位元組,對於TestEnum.test1(1, 2, 3)用24個位元組儲存這些關聯值,得出關聯值(Associated Values)將列舉的成員值跟其他型別的值關聯儲存在一的結論是正確的!
(拓展:為什麼01,02放在前面,為什麼不是放在後面,這牽扯到大小端的問題?下面講述)
下面看test2的儲存結構t = .test2(4, 5)
看第25個位元組為Test2為0x01 = 1, test1的第25個位元組為0x00 = 0, 依次類推,檢視test4應該為3,下面揭開謎底
關聯值列舉儲存結論
有一個位元組儲存成員值,用於區分哪一個成員值
N個位元組儲存關聯值(N取佔用記憶體量最大的關聯值),任何一個case的關聯值都會共用這N個位元組
上面程式碼與檢視記憶體小工具封裝程式碼https://github.com/zxy1829760/SwiftEnum
拓展-大小端問題
儲存0x11223344,大小端儲存如下
以上就是列舉記憶體的底層結構,希望對大家有所幫助!!! 下一篇將講述struct與class的區別!
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