iOS開發(fā)-Swift進(jìn)階之枚舉enum!

swift進(jìn)階總匯

本文主要介紹enum的常見使用形式,以及枚舉大小是如何計(jì)算的


補(bǔ)充:添加腳本自動生成SIL

  • 通過target -> +,選擇 other -> Aggregate,,然后命名為CJLScript

  • 選中CJLScript,選擇Build Phases -> New Run Script Phase

  • Run Script中輸入以下命令

swiftc -emit-sil ${SRCROOT}/06、EnumTest/main.swift | xcrun swift-demangle > ./main.sil && code main.sil

然后我們就可以通過腳本自動生成SIL并自動打開啦 ??ヽ(°▽°)ノ??

C中的枚舉

在介紹swift中的枚舉之前,首先我們來回顧下C中的枚舉寫法,如下所示

enum 枚舉名{
    枚舉值1,
    枚舉值2,
    ......
};

<!--舉例:表示一周7天-->
enum Week{
    MON, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN
};

<!--更改C中枚舉默認(rèn)值-->
//如果沒有設(shè)置枚舉默認(rèn)值,一般第一個枚舉成員的默認(rèn)值為整型0,后面依次遞推
enum Week{
    MON = 1, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN
};

<!--C中定義一個枚舉變量-->
//表明創(chuàng)建了一個枚舉,并聲明了一個枚舉變量Week
enum Week{
    MON = 1, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN
}week;
//或者下面這種寫法,省略枚舉名稱
enum{
    MON = 1, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN
}week;

Swift中的枚舉

在swift中,枚舉的創(chuàng)建方式如下所示,如果沒有指定枚舉值的類型,那么enum默認(rèn)枚舉值是整型

<!--1、寫法一-->
enum Week{
    case MON
    case TUE
    case WED
    case THU
    case FRI
    case SAT
    case SUN
}

<!--2、寫法二-->
//也可以直接一個case,然后使用逗號隔開
enum Week{
    case MON, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN
}

<!--定義一個枚舉變量-->
var w: Week = .MON

  • 如果此時想創(chuàng)建一個枚舉值是String類型的enum,可以通過指定enum的枚舉值的類型來創(chuàng)建,其中枚舉值和原始值rawValue的關(guān)系為case 枚舉值 = rawValue原始值
/*
- =左邊的值是枚舉值,例如 MON
- =右邊的值在swift中稱為 RawValue(原始值),例如 "MON"
- 兩者的關(guān)系為:case 枚舉值 = rawValue原始值
*/
enum Week: String{
    case MON = "MON"
    case TUE = "TUE"
    case WED = "WED"
    case THU = "THU"
    case FRI = "FRI"
    case SAT = "SAT"
    case SUN = "SUN"
}

  • 如果不想寫枚舉值后的字符串,也可以使用隱式RawValue分配,如下所示
<!--String類型-->
enum Week: String{
    case MON, TUE, WED = "WED", THU, FRI, SAT, SUN
}

<!--Int類型-->
//MON是從0開始一次遞推,而WED往后是從10開始一次遞推
enum Week: Int{
    case MON, TUE, WED = 10, THU, FRI, SAT, SUN
}

枚舉的訪問

作為一個開發(fā)者,有一個學(xué)習(xí)的氛圍跟一個交流圈子特別重要,這是一個我的iOS開發(fā)交流群:130 595 548,不管你是小白還是大牛都?xì)g迎入駐 ,讓我們一起進(jìn)步,共同發(fā)展?。ㄈ簝?nèi)會免費(fèi)提供一些群主收藏的免費(fèi)學(xué)習(xí)書籍資料以及整理好的幾百道面試題和答案文檔?。?/strong>

注:如果enum沒有聲明類型,是沒有rawValue屬性的

枚舉的訪問方式如下所示

enum Week: String{
    case MON, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN
}
var w = Week.MON.rawValue
<!--訪問-->
print(w)

<!--打印結(jié)果-->
MON

這里就有一個疑問,swift是如何做到打印 MON的?我們通過SIL文件分析

  • 首先查看SIL文件中的enum,底層多增加了一些東西
    • 1、給枚舉值的類型,通過typealias取了一個別名RawValue

    • 2、默認(rèn)添加了一個可選類型的init方法

    • 3、增加一個計(jì)算屬性rawValue,用于獲取枚舉值的原始值

  • 查看SIL中的main方法,可以得知w是通過枚舉值的rawValueget方法獲取

  • 查看SIL文件rawValue的get方法,主要有以下幾步:

    • 1、接收一個枚舉值,用于匹配對應(yīng)的分支

    • 2、在對應(yīng)分支創(chuàng)建對應(yīng)的String

    • 3、返回對應(yīng)的String

結(jié)論1:使用rawValue的本質(zhì)是調(diào)用get方法

但是get方法中的String是從哪里來的呢?String存儲在哪里?

  • 其實(shí)這些對應(yīng)分支的字符串在編譯時期就已經(jīng)存儲好了,即存放在Maach-O文件的__TEXT.cstring中,且是連續(xù)的內(nèi)存空間,可以通過編譯后查看Mach-O文件來驗(yàn)證

結(jié)論2rawValueget方法中的分支構(gòu)建的字符串,主要是從Mach-O文件對應(yīng)地址取出的字符串,然后再返回給w

總結(jié)

  • 使用rawValue的本質(zhì)就是在底層調(diào)用get方法,即在get方法中從Mach-O對應(yīng)地址中取出字符串并返回的操作

區(qū)分 case枚舉值 & rawValue原始值

請問下面這段代碼的打印結(jié)果是什么?

//輸出 case枚舉值
print(Week.MON)
//輸出 rawValue 
print(Week.MON.rawValue)

<!--打印結(jié)果-->
MON
MON

雖然這兩個輸出的值從結(jié)果來看是沒有什么區(qū)別的,雖然輸出的都是MON,但并不是同一個東西

  • 第一個輸出的case枚舉值

  • 第二個是通過rawValue訪問的rawValueget方法

如果我們像下面這種寫法,編譯器就會報錯

枚舉的init調(diào)用時機(jī)

主要是探索枚舉的init會在什么時候調(diào)用

  • 定義一個符號斷點(diǎn)Week.init

  • 定義如下代碼

print(Week.MON.rawValue)

let w = Week.MON.rawValue

通過運(yùn)行結(jié)果發(fā)現(xiàn),都是不會走init方法的

  • 如果是通過init方式創(chuàng)建enum呢?
print(Week.init(rawValue: "MON"))

運(yùn)行結(jié)果如下

注:這個斷點(diǎn)首先需要通過init前的一個斷點(diǎn) + Week.init符號斷點(diǎn)+init符號斷點(diǎn),一起配合,才能斷住

總結(jié):enum中init方法的調(diào)用是通過枚舉.init(rawValue:)或者枚舉(rawValue:)觸發(fā)的

我們再繼續(xù)來分析init方法,來看下面這段代碼的打印結(jié)果是什么?

print(Week.init(rawValue: "MON"))
print(Week.init(rawValue: "Hello"))

<!--打印結(jié)果-->
Optional(_6_EnumTest.Week.MON)
nil

從結(jié)果中可以看出,第一個輸出的可選值,第二個輸出的是nil,表示沒有找到對應(yīng)的case枚舉值。為什么會出現(xiàn)這樣的情況呢?

  • 首先分析SIL文件中的Week.init方法,主要有以下幾步:
    • 1、在init方法中是將所有enum的字符串從Mach-O文件中取出,依次放入數(shù)組中

    • 2、放完后,然后調(diào)用_findStringSwitchCase方法進(jìn)行匹配

其中

  • index_addr 表示獲取當(dāng)前數(shù)組中的第n個元素值的地址,然后再把構(gòu)建好的字符串放到當(dāng)前地址中
- `struct_extract` 表示`取出當(dāng)前的Int值`,Int類型在系統(tǒng)中也是結(jié)構(gòu)體
- `cond_br` 表示比較的表達(dá)式,即分支條件跳轉(zhuǎn)
    - 如果匹配成功,則構(gòu)建一個`.some的Optional`返回
    - 如果匹配不成功,則繼續(xù)匹配,知道最后還是沒有匹配上,則構(gòu)建一個`.none的Optional`返回

  • swift-source中查找_findStringSwitchCase方法,接收兩個參數(shù),分別是 數(shù)組 + 需要匹配的String
    • 1、遍歷數(shù)組,如果匹配則返回對應(yīng)的index
    • 2、如果不匹配,則返回-1
@_semantics("findStringSwitchCase")
public // COMPILER_INTRINSIC
// 接收一個數(shù)組 + 需要匹配的string
func _findStringSwitchCase( 
  cases: [StaticString],
  string: String) -> Int {
// 遍歷之前創(chuàng)建的字符串?dāng)?shù)組,如果匹配則返回對應(yīng)的index
  for (idx, s) in cases.enumerated() {
    if String(_builtinStringLiteral: s.utf8Start._rawValue,
              utf8CodeUnitCount: s._utf8CodeUnitCount,
              isASCII: s.isASCII._value) == string {
      return idx
    }
  }
  // 如果不匹配,則返回-1
  return -1
}

  • 繼續(xù)分析SIL中的week.init方法
    • 1、如果沒有匹配成功,則構(gòu)建一個.none類型的Optional,表示nil
    • 2、如果匹配成功,則構(gòu)建一個.some類型的Optional,表示有值

所以,這也是為什么一個打印可選值,一個打印nil的原因

枚舉的遍歷

CaseIterable協(xié)議通常用于沒有關(guān)聯(lián)值的枚舉,用來訪問所有的枚舉值,只需要對應(yīng)的枚舉遵守該協(xié)議即可,然后通過allCases獲取所有枚舉值,如下所示

<!--1、定義無關(guān)聯(lián)值枚舉,并遵守協(xié)議-->
enum Week: String{
    case MON, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN
}
extension Week: CaseIterable{}

<!--2、通過for循環(huán)遍歷-->
var allCase = Week.allCases
for c in allCase{
    print(c)
}

<!--3、通過函數(shù)式編程遍歷-->
let allCase = Week.allCases.map({"\($0)"}).joined(separator: ", ")
print(allCase)
//******打印結(jié)果******
MON, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN

關(guān)聯(lián)值

如果希望用枚舉表示復(fù)雜的含義,關(guān)聯(lián)更多的信息,就需要使用關(guān)聯(lián)值了

例如,使用enum表達(dá)一個形狀,其中有圓形、長方形等,圓形有半徑,長方形有寬、高,我們可以通過下面具有關(guān)聯(lián)值的enum來表示

//注:當(dāng)使用了關(guān)聯(lián)值后,就沒有RawValue了,主要是因?yàn)閏ase可以用一組值來表示,而rawValue是單個的值
enum Shape{
    //case枚舉值后括號內(nèi)的就是關(guān)聯(lián)值,例如 radius
    case circle(radius: Double)
    case rectangle(width: Int, height: Int)
}

注:具有關(guān)聯(lián)值的枚舉,就沒有rawValue屬性了,主要是因?yàn)橐粋€case可以用一個或者多個值來表示,而rawValue只有單個的值

這一點(diǎn)我們也可以通過SIL文件 來驗(yàn)證

  • 首先查看SIL文件,發(fā)現(xiàn)此時的enum中既沒有別名,也沒有init方法、計(jì)算屬性rawValue了,簡稱三無枚舉(個人叫法,大家隨意哈)

  • 其中關(guān)聯(lián)值中radius、width、height這些都是自定義的標(biāo)簽,也可以不寫,如下所示,但并不推薦這種方式,因?yàn)閌可讀性非常差

enum Shape{
    //case枚舉值后括號內(nèi)的就是關(guān)聯(lián)值,例如 radius
    case circle(Double)
    case rectangle(Int, Int)
}

那么如何創(chuàng)建一個有關(guān)聯(lián)值的枚舉值呢?可以直接在使用時給定值來創(chuàng)建一個關(guān)聯(lián)的枚舉值

<!--創(chuàng)建-->
var circle = Shape.circle(radius: 10.0)

<!--重新分配-->
circle = Shape.rectangle(width: 10, height: 10)

枚舉的其他用法

模式匹配

enum中的模式匹配其實(shí)就是匹配case枚舉值

簡單enum的模式匹配

注:swift中的enum模式匹配需要將所有情況都列舉,或者使用default表示默認(rèn)情況,否則會報錯

enum Week: String{
    case MON
    case TUE
    case WED
    case THU
    case FRI
    case SAT
    case SUN
}

var current: Week?
switch current {
    case .MON:print(Week.MON.rawValue)
    case .TUE:print(Week.MON.rawValue)
    case .WED:print(Week.MON.rawValue)
    default:print("unknow day")
}

<!--打印結(jié)果-->
unknow day

查看其SIL文件,其內(nèi)部是將nil放入current全局變量,然后匹配case,做對應(yīng)的代碼跳轉(zhuǎn)

具有關(guān)聯(lián)值enum的模式匹配

關(guān)聯(lián)值的模式匹配主要有兩種:

  • 通過switch匹配所有case
enum Shape{
    case circle(radius: Double)
    case rectangle(width: Int, height: Int)
}

let shape = Shape.circle(radius: 10.0)
switch shape{
    //相當(dāng)于將10.0賦值給了聲明的radius常量
    case let .circle(radius):
        print("circle radius: \(radius)")
    case let .rectangle(width, height):
        print("rectangle width: \(width) height: \(height)")
}

<!--打印結(jié)果-->
circle radius: 10.0

也可以這么寫,將關(guān)聯(lián)值的參數(shù)使用let、var修飾

enum Shape{
    case circle(radius: Double)
    case rectangle(width: Int, height: Int)
}

let shape = Shape.circle(radius: 10)
switch shape{
    //做了Value-Binding,相當(dāng)于將10.0賦值給了聲明的radius常量
    case .circle(let radius):
        print("circle radius: \(radius)")
    case .rectangle(let width, var height):
        height += 1
        print("rectangle width: \(width) height: \(height)")
}

<!--打印結(jié)果-->
circle radius: 10.0

然后查看SIL中的關(guān)聯(lián)值的模式匹配,如下圖所示

  • 1、首先構(gòu)建一個關(guān)聯(lián)值的元組

  • 2、根據(jù)當(dāng)前case枚舉值,匹配對應(yīng)的case,并跳轉(zhuǎn)

  • 3、取出元組中的值,將其賦值給匹配case中的參數(shù)

  • 通過if case匹配單個case,如下所示

enum Shape{
    case circle(radius: Double)
    case rectangle(width: Int, height: Int)
}

let circle = Shape.circle(radius: 10)

<!--匹配單個case-->
if case let Shape.circle(radius) = circle {
    print("circle radius: \(radius)")
}

  • 如果我們只關(guān)心不同case的相同關(guān)聯(lián)值(即關(guān)心不同case的某一個值),需要使用同一個參數(shù),例如案例中的x,如果分別使用x、y, 編譯器會報錯
enum Shape{
    case circle(radius: Double)
    case rectangle(width: Double, height: Double)
    case square(width: Double, height: Double)
}
let shape = Shape.circle(radius: 10)
switch shape{
case let .circle(x), let .square(20, x):
    print(x)
default:
    break
}

也可以使用通配符_(表示匹配一切)的方式

enum Shape{
    case circle(radius: Double)
    case rectangle(width: Double, height: Double)
    case square(width: Double, height: Double)
}
let shape = Shape.rectangle(width: 10, height:20)
switch shape{
case let .rectangle(_, x), let .square(_, x):
    print("x = \(x)")
default:
    break
}

<!--另一種方式-->
enum Shape{
    case circle(radius: Double)
    case rectangle(width: Double, height: Double)
    case square(width: Double, height: Double)
}
let shape = Shape.rectangle(width: 10, height:20)
switch shape{
case let .rectangle(x, _), let .square(_, x):
    print("x = \(x)")
default:
    break
}

注:

  • 枚舉使用過程中不關(guān)心某一個關(guān)聯(lián)值,可以使用通配符_表示
  • OC只能調(diào)用swift中Int類型的枚舉

枚舉的嵌套

枚舉的嵌套主要用于以下場景:

  • 1、【枚舉嵌套枚舉】一個復(fù)雜枚舉是由一個或多個枚舉組成

  • 2、【結(jié)構(gòu)體嵌套枚舉】enum是不對外公開的,即是私有的

枚舉嵌套枚舉

例如,以吃雞游戲中的方向鍵為例,有上下左右四個方向鍵,不同的組合會沿著不同的方向前進(jìn)

enum CombineDirect{
    //枚舉中嵌套的枚舉
    enum BaseDirect{
        case up
        case down
        case left
        case right
    }
    //通過內(nèi)部枚舉組合的枚舉值
    case leftUp(baseDIrect1: BaseDirect, baseDirect2: BaseDirect)
    case leftDown(baseDIrect1: BaseDirect, baseDirect2: BaseDirect)
    case rightUp(baseDIrect1: BaseDirect, baseDirect2: BaseDirect)
    case rightDown(baseDIrect1: BaseDirect, baseDirect2: BaseDirect)
}

//使用
let leftUp = CombineDirect.leftUp(baseDIrect1: CombineDirect.BaseDirect.left, baseDirect2: CombineDirect.BaseDirect.up)

結(jié)構(gòu)體嵌套枚舉

//結(jié)構(gòu)體嵌套枚舉
struct Skill {
    enum KeyType{
        case up
        case down
        case left
        case right
    }

    let key: KeyType

    func launchSkill(){
        switch key {
        case .left, .right:
            print("left, right")
        case .up, .down:
            print("up, down")
        }
    }
}

枚舉中包含屬性

enum中只能包含計(jì)算屬性、類型屬性,不能包含存儲屬性

enum Shape{
    case circle(radius: Double)
    case rectangle(width: Double, height: Double)

    //編譯器報錯:Enums must not contain stored properties 不能包含存儲屬性,因?yàn)閑num本身是值類型
//    var radius: Double

    //計(jì)算屬性 - 本質(zhì)是方法(get、set方法)
    var with: Double{
        get{
            return 10.0
        }
    }
    //類型屬性 - 是一個全局變量
    static let height = 20.0
}

為什么struct中可以放存儲屬性,而enum不可以?

主要是因?yàn)?code>struct中可以包含存儲屬性是因?yàn)?code>其大小就是存儲屬性的大小。而對enum來說就是不一樣的(請查閱后文的enum大小講解),enum枚舉的大小是取決于case的個數(shù)的,如果沒有超過255,enum的大小就是1字節(jié)(8位)

枚舉中包含方法

可以在enum中定義實(shí)例方法、static修飾的方法

enum Week: Int{
    case MON, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN

    mutating func nextDay(){
        if self == .SUN{
            self = Week(rawValue: 0)!
        }else{
            self = Week(rawValue: self.rawValue+1)!
        }
    }
}

<!--使用-->
var w = Week.MON
w.nextDay()
print(w)

indirect關(guān)鍵字

如果我們想要表達(dá)的enum是一個復(fù)雜的關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時,可以通過indirect關(guān)鍵字來讓當(dāng)前的enum更簡潔

//用枚舉表示鏈表結(jié)構(gòu)
enum List<T>{
    case end
    //表示case使是引用來存儲
    indirect case node(T, next: List<T>)
}

<!--也可以將indirect放在enum前-->
//表示整個enum是用引用來存儲
indirect enum List<T>{
    case end
    case node(T, next: List<T>)
}

為什么呢?

  • 因?yàn)?code>enum是值類型,也就意味著他們的大小在編譯時期就確定了,那么這個過程中對于當(dāng)前的enum的大小是不能確定的,從系統(tǒng)的角度來說,不知道需要給enum分配多大的空間,以下是官方文檔的解釋
You indicate that an enumeration case is recursive by writing indi rect before it, which tells the compiler to insert the necessary l ayer of indirection.

  • 打印enum的大小
enum List<T>{
    case end
    indirect case node(T, next: List<T>)
}
print(MemoryLayout<List<Int>>.size)
print(MemoryLayout<List<Int>>.stride)

<!--打印結(jié)果-->
8 //size大小是8
8 //stride大小是8

如果傳入的類型是String呢?

從結(jié)果發(fā)現(xiàn),換成其他類型,其結(jié)果依舊是8,這是為什么呢?

下面來分析其內(nèi)存結(jié)構(gòu),首先需要定義一個全局變量

enum List<T>{
    case end
    indirect case node(T, next: List<T>)
}

var node = List<Int>.node(10, next: List<Int>.end)

print(MemoryLayout.size(ofValue: node))
print(MemoryLayout.stride(ofValue: node))

通過lldb分析其內(nèi)存

所以indirect關(guān)鍵字其實(shí)就是通知編譯器,我當(dāng)前的enum是遞歸的,大小是不確定的,需要分配一塊堆區(qū)的內(nèi)存空間,用來存放enum

  • 如果是end,此時存儲的是case值,而case為node時存儲的是引用地址

    然后再通過插件來查看哪個地址在堆上,哪個地址在棧上

  • 這一點(diǎn)也可以通過SIL來驗(yàn)證

  • 也可以通過node的斷點(diǎn)來驗(yàn)證,確實(shí)是執(zhí)行了swift_allocObject

swift和OC混編enum

在swift中,enum非常強(qiáng)大,可以添加方法、添加extension
而在OC中,enum僅僅只是一個整數(shù)值

如果想將swift中的enum暴露給OC使用:

  • @objc關(guān)鍵字標(biāo)記enum
  • 當(dāng)前enum應(yīng)該是Int類型

OC調(diào)用Swift的enum

<!--swift中定義-->
@objc enum Week: Int{
    case MON, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN
}

<!--OC使用-->
- (void)test{
    Week mon = WeekMON;
}

Swift調(diào)用OC的enum
OC中的枚舉會自動轉(zhuǎn)換成swift中的enum

<!--OC定義-->
//會自動轉(zhuǎn)換成swift的enum
NS_ENUM(NSInteger, OCENUM){
    Value1,
    Value2
};

<!--swift使用-->
//1、將OC頭文件導(dǎo)入橋接文件
#import "CJLTest.h"
//2、使用
let ocEnum = OCENUM.Value1

如果OC中是使用typedef enum定義的,自動轉(zhuǎn)換成swift就成了下面這樣

typedef enum {
    Num1,
    Num2
}OCNum;

<!--swift中使用-->
let ocEnum = OCNum.init(0)
print(ocEnum)

//*******打印結(jié)果*******
OCNum(rawValue: 0)

自動轉(zhuǎn)換成swift中的如下所示,通過typedef enum定義的enum,在swift中變成了一個結(jié)構(gòu)體,并遵循了兩個協(xié)議:EquatableRawRepresentable

如果在OC中使用typedef NS_ENUM定義枚舉呢?

typedef NS_ENUM(NSInteger, CENUM){
    CEnumInvalid = 0,
    CEnumA = 1,
    CEnumB,
    CEnumC
};

自動轉(zhuǎn)換成swift后的結(jié)果如下

問題:OC如何訪問swift中String類型的enum?

  • swift中的enum盡量聲明成Int整型
  • 然后OC調(diào)用時,使用的是Int整型的
  • enum在聲明一個變量/方法,用于返回固定的字符串,用于在swift中使用
@objc enum Week: Int{
    case MON, TUE, WED

    var val: String?{
        switch self {
        case .MON:
            return "MON"
        case .TUE:
            return "TUE"
        case .WED:
            return "WED"
        default:
            return nil
        }
    }
}

<!--OC中使用-->
Week mon = WeekMON;

<!--swift中使用-->
let Week = Week.MON.val

枚舉的大小

主要分析以下幾種情況的大?。?/p>

  • 1、普通enum

  • 2、具有關(guān)聯(lián)值的enum

  • 3、enum嵌套enum

  • 4、struct嵌套enum

1、普通enum大小分析

在前面提及enum中不能包含存儲屬性,其根本在于enum的大小與Struct的計(jì)算方式是不一樣的,這里我們將展開詳細(xì)的分析

  • 首先,我們先來看看下面這段代碼的打印結(jié)果是什么?
enum NoMean{
    case a
}
print(MemoryLayout<NoMean>.size)
print(MemoryLayout<NoMean>.stride)

<!--打印結(jié)果-->
0 //size大小是0
1 //表示訪問下一個NoMean的case時,需要跨越1字節(jié)的步長

  • 如果此時增加一個 case b,此時的打印結(jié)果是什么?
enum NoMean{
    case a
    case b
}
print(MemoryLayout<NoMean>.size)
print(MemoryLayout<NoMean>.stride)

<!--打印結(jié)果-->
1 //size大小是1
1 //步長是1

  • 如果在增加多個呢?
enum NoMean{
    case a
    case b
    case c
    case d
}
print(MemoryLayout<NoMean>.size)
print(MemoryLayout<NoMean>.stride)

<!--打印結(jié)果-->
1
1

從結(jié)果來看,仍然是1,說明enum就是以1字節(jié)存儲在內(nèi)存中的,這是為什么呢?我們來分析下

斷點(diǎn)分析

  • 首先通過斷點(diǎn)來分析,case分別a、b、c的情況

    從斷點(diǎn)可以看出,

    • case是UInt8,即1字節(jié)(8位),最大可以存儲255

    • 如果超過了255,會自動從UInt8 -> UInt16 -> UInt32 -> UInt64 ...

LLDB分析

  • 分別定義4個全局變量tmp、tmp1、tmp2、tmp3
enum NoMean{
    case a
    case b
    case c
    case d
}

var tmp = NoMean.a
var tmp1 = NoMean.b
var tmp2 = NoMean.c
var tmp3 = NoMean.d

通過lldb查看內(nèi)存情況如下,case都是1字節(jié)大小

普通enum總結(jié)

  • 1、如果enum中有原始值,即rawValue,其大小取決于case的多少,如果沒有超過UInt8即255,則就是1字節(jié)存儲case

  • 2、Int標(biāo)識的其實(shí)就是 RawValue的值

  • 3、當(dāng)只有一個case的情況下,size0,表示這個enum是沒有意義的,

  • 4、當(dāng)有兩個及以上case時,此時的enum是有意義的,如果沒有超過255,則case的步長是1字節(jié),如果超過,則UInt8->UInt16...,以此類推

2、具有關(guān)聯(lián)值enum的大小分析

如果enum中有關(guān)聯(lián)值,其大小又是多少呢?有如下代碼,打印其size和stride

enum Shape{
    case circle(radius: Double)
    case rectangle(width: Double, height: Double)
}
print(MemoryLayout<Shape>.size)
print(MemoryLayout<Shape>.stride)

<!--打印結(jié)果-->
17 //size的大小是17
24 //stride的步長是24

說明從打印結(jié)果可以說明 enum中有關(guān)聯(lián)值時,其內(nèi)存大小取決于關(guān)聯(lián)值的大小

  • enum有關(guān)聯(lián)值時,關(guān)聯(lián)值的大小 取 對應(yīng)枚舉關(guān)聯(lián)值 最大的,例如circle中關(guān)聯(lián)值大小是8,而rectangle中關(guān)聯(lián)值大小是16,所以取16。所以enum的size = 最大關(guān)聯(lián)值大小 + case(枚舉值)大小 = 16 + 1 = 17,而stride由于8字節(jié)對齊,所以自動補(bǔ)齊到24
    • 定義一個全局變量,觀察其內(nèi)存

總結(jié)

  • 1、具有關(guān)聯(lián)值的enum大小,取決于最大case的內(nèi)存大小【枚舉大小的本質(zhì)】

  • 2、關(guān)聯(lián)值枚舉的大小 = 最大case的內(nèi)存大小 + 1(case的大?。?/p>

  • 3、size 表示 實(shí)際大小

  • 4、stride 表示 對齊后的大?。▋?nèi)存空間中真實(shí)占用的大?。?/p>

3、enum嵌套enum的大小分析

請問下面這段代碼的打印結(jié)果是什么?

enum CombineDirect{
    enum BaseDirect{
        case up, down, left, right
    }

    case leftUp(baseDirect1: BaseDirect, baseDirect2: BaseDirect)
    case rightUp(baseDirect1: BaseDirect, baseDirect2: BaseDirect)
    case leftDown(baseDirect1: BaseDirect, baseDirect2: BaseDirect)
    case rightDown(baseDirect1: BaseDirect, baseDirect2: BaseDirect)
}

print(MemoryLayout<CombineDirect>.size)
print(MemoryLayout<CombineDirect>.stride)

<!--打印結(jié)果-->
2 //size大小,enum有關(guān)聯(lián)值取決于關(guān)聯(lián)值的大小,每個case都有2個大小為1的enum,所以為2
2 //stride大小

從結(jié)果中說明enum嵌套enum同具有關(guān)聯(lián)值的enum是一樣的,同樣取決于關(guān)聯(lián)值的大小,其內(nèi)存大小是最大關(guān)聯(lián)值的大小

通過嵌套枚舉定義一個全局變量

var combine = CombineDirect.leftDown(baseDirect1: .left, baseDirect2: .down)

查看其內(nèi)存情況如下

這里我們會有一個疑問,其中的81到底指的是什么?這里先提前劇透下:8表示 case leftDown的枚舉值,1表示其中down的枚舉值,下面我們來驗(yàn)證

在上面這個例子中,是有4個case,其case在內(nèi)存中是用0、4、8、12體現(xiàn)的,如果是有很多個case,是否還滿足我們現(xiàn)在這樣的規(guī)律呢?

  • 【嘗試1】:在4個case的基礎(chǔ)上增加了10個case

    • 查看case downDown1,在內(nèi)存中為0x1,即1

    • 查看case rightUp,在內(nèi)存中為0xb,即11

      從這里可以發(fā)現(xiàn)case是從0、1、2....這樣依次往后的順序

  • 【嘗試2】:如果去掉其中的幾種情況呢,發(fā)現(xiàn)case依舊是0、1、2....

  • 【嘗試3】:當(dāng)只有2個case時,發(fā)現(xiàn)case的枚舉值是0、8

  • 【嘗試4】:當(dāng)有3個case時,發(fā)現(xiàn)case的枚舉值是 0、4、8

PS:至于為什么會是這樣的結(jié)果,目前也沒找到任何依據(jù),后續(xù)如果有了依據(jù),再來補(bǔ)充吧(有知道的童鞋,歡迎留言~)

總結(jié)

  • enum嵌套enum同樣取決于最大case的關(guān)聯(lián)值大小

  • 當(dāng)嵌套enum的case只有2個時,case在內(nèi)存中的存儲是0、8

  • 當(dāng)嵌套enum的case大于2,小于等于4時,case在內(nèi)存中的存儲是 0、4、8、12

  • 當(dāng)嵌套enum的case大于4時,case在內(nèi)存中的存儲是從0、1、2...以此類推

4、結(jié)構(gòu)體嵌套enum的大小分析

請問下面這段代碼的打印結(jié)果是什么?

struct Skill {
    enum KeyType{
        case up
        case down
        case left
        case right
    }

    let key: KeyType

    func launchSkill(){
        switch key {
        case .left, .right:
            print("left, right")
        case .up, .down:
            print("up, down")
        }
    }
}
print(MemoryLayout<Skill>.size)
print(MemoryLayout<Skill>.stride)

<!--打印結(jié)果-->
1
1

  • 如果只嵌套了enum,沒有聲明變量,結(jié)構(gòu)體的大小是多少呢?
struct Skill {
    enum KeyType{
        case up
        case down
        case left
        case right
    }
}
print(MemoryLayout<Skill>.size)
print(MemoryLayout<Skill>.stride)

<!--打印結(jié)果-->
0 //size的大小取決于成員變量,但是struct中目前沒有屬性
1

  • 如果不僅有枚舉變量,還有其他屬性,結(jié)構(gòu)體的大小是多少呢?
struct Skill {
    enum KeyType{
        case up
        case down
        case left
        case right
    }

    let key: KeyType //1字節(jié)

    var height: UInt8 //1字節(jié)

    func launchSkill(){
        switch key {
        case .left, .right:
            print("left, right")
        case .up, .down:
            print("up, down")
        }
    }
}
print(MemoryLayout<Skill>.size)
print(MemoryLayout<Skill>.stride)

<!--打印結(jié)果-->
2
2

  • 如果在增加一個Int類型的屬性呢?
struct Skill {
    enum KeyType{
        case up
        case down
        case left
        case right
    }

    var width: Int //8字節(jié)

    let key: KeyType //1字節(jié)

    var height: UInt8 //1字節(jié)

    func launchSkill(){
        switch key {
        case .left, .right:
            print("left, right")
        case .up, .down:
            print("up, down")
        }
    }
}
print(MemoryLayout<Skill>.size)
print(MemoryLayout<Skill>.stride)

<!--打印結(jié)果-->
10 //size大?。ㄅcOC中的結(jié)構(gòu)體大小計(jì)算是一致的,min(m,n),其中m表示存儲的位置,n表示屬性的大小,要求是:m必須整除n)
16 //stride大小

結(jié)論

  • 1、如果結(jié)構(gòu)體中沒有其他屬性,只有枚舉變量,那么結(jié)構(gòu)體的大小就是枚舉的大小,即size為1

  • 2、如果結(jié)構(gòu)體中嵌套了enum,但是沒有聲明變量,此時的size是0,stride是1

  • 3、如果結(jié)構(gòu)體中還有其他屬性,則按照OC中的結(jié)構(gòu)體內(nèi)存對齊三原則進(jìn)行分析

內(nèi)存對齊 & 字節(jié)對齊 區(qū)分

  • 內(nèi)存對齊:iOS中是8字節(jié)對齊,蘋果實(shí)際分配采用16字節(jié)對齊,這種只會在分配對象時出現(xiàn)

  • 字節(jié)對齊:存儲屬性的位置必須是地址,即OC內(nèi)存對齊中的min(m,n),其中m表示存儲的位置,n表示屬性的大小,需要滿足位置m整除n時,才能從該位置存放屬性。簡單來說,就是必須在自身的倍數(shù)位置開始

  • 外部調(diào)用對象時,對象是服從內(nèi)存對齊。

  • 單純從結(jié)構(gòu)上說,結(jié)構(gòu)內(nèi)部服從最大字節(jié)對齊。

例如下面這個例子

struct Skill {
    var age: Int //8字節(jié)
    var height: UInt8 //1字節(jié)
    var width: UInt16 //2字節(jié)
}
print(MemoryLayout<Skill>.size)
print(MemoryLayout<Skill>.stride)

<!--打印結(jié)果-->
12
16

  • size為12的原因是:內(nèi)存從0位置開始Int是占據(jù)0-7,UInt8占據(jù)8,下一個位置是9,但是UInt16是2字節(jié)對齊的要在它的倍數(shù)位置開始所以找下一個可以整除它的位置也就是UInt16占據(jù)10-11正好整個size在0-11,所以size為12

  • stride為16的原因:stride是實(shí)際分配的,必須是最大屬性大小的整數(shù)倍,即8的倍數(shù),所以是16

總結(jié)

作為一個開發(fā)者,有一個學(xué)習(xí)的氛圍跟一個交流圈子特別重要,這是一個我的iOS開發(fā)交流群:130 595 548,不管你是小白還是大牛都?xì)g迎入駐 ,讓我們一起進(jìn)步,共同發(fā)展?。ㄈ簝?nèi)會免費(fèi)提供一些群主收藏的免費(fèi)學(xué)習(xí)書籍資料以及整理好的幾百道面試題和答案文檔?。?/strong>

  • 枚舉說明:

    • 1、enum中使用rawValue的本質(zhì)是調(diào)用get方法,即在get方法中從Mach-O對應(yīng)地址中取出字符串并返回的操作

    • 2、enum中init方法的調(diào)用是通過枚舉.init(rawValue:)或者枚舉(rawValue:)觸發(fā)的

    • 3、沒有關(guān)聯(lián)值的enum,如果希望獲取所有枚舉值,需要遵循CaseIterable協(xié)議,然后通過枚舉名.allCase的方式獲取

    • 4、case枚舉值和rawValue原始值的關(guān)系:case 枚舉值 = rawValue原始值

    • 5、具有關(guān)聯(lián)值的枚舉,可以成為三無enum,因?yàn)闆]有別名RawValue、init、計(jì)算屬性rawValue

    • 6、enum的模式匹配方式,主要有兩種:switch / if case

    • 7、enum可以嵌套enum,也可以在結(jié)構(gòu)體中嵌套enum,表示該enum是struct私有的

    • 8、enum中還可以包含計(jì)算屬性、類型屬性,但是不能包含存儲屬性

    • 9、enum中可以定義實(shí)例 + static修飾的方法

  • 枚舉內(nèi)存大小結(jié)論:

    • 1、普通enum的內(nèi)存大小一般是1字節(jié),如果只有一個case,則為0,表示沒有意義,如果case個數(shù)超過255,則枚舉值的類型由UInt8->UInt16->UInt32...

    • 2、具有關(guān)聯(lián)值的enum大小,取決于最大case的內(nèi)存大小+case的大?。?字節(jié))

    • 3、enum嵌套enum同樣取決于最大case的關(guān)聯(lián)值大小

    • 4、結(jié)構(gòu)體嵌套enum,如果沒有屬性,則size為0,如果只有enum屬性,size為1,如果還有其他屬性,則按照OC中內(nèi)存對齊原則進(jìn)行計(jì)算

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