Swift Array的写时复制

众所周知Swift中Array是值类型，如果其中元素为值类型和引用类型，分别会发生什么？

元素为引用类型

随便定义一个类，并创建列表1，然后直接赋值给列表2

swift 复制代码

class Person {
    var name: String
    init(name: String) { self.name = name }
}
var people1 = [Person(name: "Alice"), 
               Person(name: "Bob")]
var people2 = people1

用withUnsafePointer打印此时两个数组的栈地址（指向数组的指针）

swift 复制代码

withUnsafePointer(to: &people1) { ptr in
    print("people1 地址: \(ptr)")
}

withUnsafePointer(to: &people2) { ptr in
    print("people2 地址: \(ptr)")

}
// 输出结果
// people1 地址: 0x000000010df001a0
// people2 地址: 0x000000010df001a8

确实是两个不同的数组指针（废话！），但是我们再通过withUnsafeBufferPointer获取数组缓冲区地址

swift 复制代码

people1.withUnsafeBufferPointer { buffer in
    if let baseAddress = buffer.baseAddress {
        print("people1缓冲区地址（堆）: \(baseAddress)")
    }
}

people2.withUnsafeBufferPointer { buffer in
    if let baseAddress = buffer.baseAddress {
        print("people2缓冲区地址（堆）: \(baseAddress)")
    }
}
// 输出结果
// people1缓冲区地址（堆）: 0x000000014d2040c0
// people2缓冲区地址（堆）: 0x000000014d2040c0

会发现指向的是同一块缓冲区

如果我们更改people2中元素的name，指针地址和缓冲区地址都没有任何变化（这里就不贴代码和打印结果了），但是如果新增元素

swift 复制代码

people2.append(Person(name: "newPerson"))
withUnsafePointer(to: &people2) { ptr in
    print("people2 地址: \(ptr)")
}

people2.withUnsafeBufferPointer { buffer in
    if let baseAddress = buffer.baseAddress {
        print("people2缓冲区地址（堆）:\(baseAddress)")
    }
}
// 输出结果：
// people2 地址: 0x000000010df001a8
// people2缓冲区地址（堆）: 0x000000014f404b10

指针地址没变，但是缓冲区地址变了！证明Swift中的数组是写时复制，新开辟了缓冲区。(删除同理)

但是缓冲区里存的是什么？打印下数组中的元素看看

swift 复制代码

/* people1
people1 元素对象地址:
[0]: 0x122b04570
[1]: 0x122b04590

people2 元素对象地址:
[0]: 0x122b04570
[1]: 0x122b04590
[2]: 0x122b05ea0
*/

得出结论。虽然缓冲区确实开了新的，但是引用类型的元素还是不会被复制，相当于只是开了一块新地址存引用类型元素的指针而已。

结论：

Array是值类型
赋值副本Array时发生逻辑复制（新的数组指针在栈上），修改副本中的元素也会更改到原Array中的元素
修复副本Array时才实际复制堆缓冲区

元素为值类型

如果真的能读到值类型，相信也能看懂直接用代码解释了

swift 复制代码

var array1 = ["AAA", "BBB", "CCC"]
var array2 = array1

// 输出结果：

// 栈地址验证，不同
// array1 栈地址: 0x00000001101d0058
// array2 栈地址: 0x00000001101d0060

// 缓冲区 暂时相同
// array1 缓冲区地址: 0x0000000129b04440
// array2 缓冲区地址: 0x0000000129b04440

此时修改元素再查看,array2已经开辟新的缓冲区，就不重复贴新增和删除的代码了，结果也是如此。

swift 复制代码

array2[0] = "new AAA"

// 输出结果：
// array1 缓冲区地址: 0x0000000129b04440
// array2 缓冲区地址: 0x0000000129b0d950

但是！修改了array2并没有像array1那样影响到同一个元素，现在用下面的方法验证下数组中的元素，打印修改后的结果

swift 复制代码

array1.withUnsafeBufferPointer { buffer in
    if let baseAddress = buffer.baseAddress {
        for i in 0..<buffer.count {
            let elementAddress = baseAddress + i
            print("array[\(i)] 地址: \(elementAddress), 值: \(elementAddress.pointee)")
        }
    }
}

array2.withUnsafeBufferPointer { buffer in
    if let baseAddress = buffer.baseAddress {
        for i in 0..<buffer.count {
            let elementAddress = baseAddress + i
            print("array[\(i)] 地址: \(elementAddress), 值: \(elementAddress.pointee)")
        }
    }
}
/* 输出结果：
array[0] 地址: 0x0000000127504170, 值: AAA
array[1] 地址: 0x0000000127504180, 值: BBB
array[2] 地址: 0x0000000127504190, 值: CCC


array[0] 地址: 0x000000012750ba70, 值: newAAA
array[1] 地址: 0x000000012750ba80, 值: BBB
array[2] 地址: 0x000000012750ba90, 值: CCC
*/

元素地址不同，值也不同

小总结

元素类型	值类型	引用类型
赋值	逻辑复制	逻辑复制
缓冲区共享	初始共享	初始共享
元素独立性	完全独立	共享对象
写时复制触发	修改时	修改结构时候（增删）
内存影响	元素复制	只复制指针

Swift Array的写时复制

相关验证方法

元素为引用类型

元素为值类型

小总结