Swift系列四 - 枚举

适度给类型起别名能够让代码更加易懂，开发效率更高，可维护性更好。

一、typealias(别名)

typealias用来给类型起别名。

typealias Byte = Int8
typealias Short = Int16
typealias Long = Int64

typealias Date = (year: Int, month: Int, day: Int)
func test(_ date: Date) {
    print(date.year)
}
test((2019, 6, 25))
// 输出：2019

typealias IntFn = (Int, Int) -> Int
func diff(v1: Int, v2: Int) -> Int {
    v1 - v2
}
let fn: IntFn = diff
fn(10, 5)
// 输出：5

Void的本质就是空元祖的别名：public typealias Void = ()

二、枚举

Swift枚举和C/OC语言不一样，以前写OC的时候枚举本质是int类型，但Swift中枚举可以是多类型的。

官方建议：枚举名称使用大写，成员使用小写。

2.1. 基本用法

// 定义枚举
enum YBColor {
    case white
    case black
    case gray
}

// 等价于上面的代码
//enum YBColor {
//    case white, black, gray
//}

var color = YBColor.white
color = YBColor.black
color = .gray // 简写（因为此时已经确定变量color是YBColor类型）
print(color) // 输出：gray

// 循环控制
switch color {
case .white:
    print("white")
case .black:
    print("black")
case .gray:
    print("gray")
}

2.2. 关联值

有时将枚举的成员值跟其他类型的值关联存储在一起，会非常有用.

案例：

enum Score {
    case points(Int)
    case grade(Character)
}

// 数值表达
var score = Score.points(96)
// 等级/字符表达
score = .grade("A")

enum Date {
    case digit(year: Int, month: Int, day: Int)
    case string(String)
}

var date = Date.digit(year: 2019, month: 06, day: 25)
date = .string("2019-06-25")
switch date {
case .digit(let year, let month, let day):
    print(year, month, day, separator:"/")
case let .string(value):
    print(value)
}
/*
 输出：
 2019-06-25
*/

let写在枚举成员前面意味着枚举成员形参只能是常量，放在形参里面可以自定义选择是var还是let。

2.2. 原始值

枚举成员可以使用相同类型的默认值预先关联，这个默认值叫做：原始值。

enum Direction : Character {
    case up = "w"
    case down = "s"
    case left = "a"
    case right = "d"
}
var direction = Direction.up
print(direction) // 输出：up
print(direction.rawValue) // 输出：w
print(Direction.down.rawValue) // 输出：s

如果枚举的原始值类型是Int、String，Swift会自动分配原始值：

enum Direction : String {
    case up = "up"
    case down = "down"
    case left = "left"
    case right = "right"
}
var direction = Direction.up
print(direction) // 输出：up
print(direction.rawValue) // 输出：up
print(Direction.down.rawValue) // 输出：down

// 等价
enum Direction : String {
    case up, down, left, right
}
var direction = Direction.up
print(direction) // 输出：up
print(direction.rawValue) // 输出：up
print(Direction.down.rawValue) // 输出：down

Int类型，成员值自增（类似C/OC枚举）：

enum Season : Int {
    case spring, summer, autumn, winter
}
print(Season.spring.rawValue) // 输出：0
print(Season.summer.rawValue) // 输出：1
print(Season.autumn.rawValue) // 输出：2
print(Season.winter.rawValue) // 输出：3

enum Season : Int {
    case spring = 1, summer, autumn = 4, winter
}
print(Season.spring.rawValue)
print(Season.summer.rawValue)
print(Season.autumn.rawValue)
print(Season.winter.rawValue)

2.3. 递归枚举

• 关键字：indirect；
• 可以把需要递归枚举的成员前面加indirect，也可以为了方便直接加到枚举定义前面。

indirect enum ArithExpr {
    case number(Int)
    case sum(ArithExpr, ArithExpr)
    case diff(ArithExpr, ArithExpr)
}

//enum ArithExpr {
//    case number(Int)
//    indirect case sum(ArithExpr, ArithExpr)
//    indirect case diff(ArithExpr, ArithExpr)
//}

let five = ArithExpr.number(5)
let four = ArithExpr.number(4)
let two = ArithExpr.number(2)
let sum = ArithExpr.sum(five, four)
let diff = ArithExpr.diff(sum, two)

func cal(_ expr: ArithExpr) -> Int {
    switch expr {
    case let .number(value):
        return value
    case let .sum(left, right):
        return cal(left) + cal(right)
    case let .diff(left, right):
        return cal(left) - cal(right)
    }
}
cal(diff) // 输出：7

三、枚举的内存布局

在Swift中查看内存占用大小及对齐方式使用枚举：MemoryLayout：

• size：实际用到的空间大小
• stride：分配占用的空间大小
• alignment：内存对齐方式

下面的意思是，Int在内存中占用8个字节，内存对齐数是8：

MemoryLayout<int>.size // 输出：8
MemoryLayout<int>.stride // 输出：8
MemoryLayout<int>.alignment // 输出：8

查看枚举占用内存：

enum Password {
    case number(Int, Int, Int, Int)
    case other
}

var pwd = Password.number(1, 2, 2, 3)

MemoryLayout.size(ofValue: pwd) // 输出：33
MemoryLayout.stride(ofValue: pwd) // 输出：40
MemoryLayout.alignment(ofValue: pwd) // 输出：8

为什么是占用内存大小是33，而分配了40？

• number(Int, Int, Int, Int)占用32个字节，other占用1个字节，所以一共只需要占用33个字节就够用了
• 因为内存对齐数是8，所以分配内存的时候只能是8的倍数，而33个字节不够8的倍数，所以往高位补齐后就是40了

为什么other占用1个字节呢？

enum Season {
    case spring, summer, autumn, winter
}
MemoryLayout<season>.size // 输出：1
MemoryLayout<season>.stride // 输出：1
MemoryLayout<season>.alignment // 输出：1

// 限定类型
enum Season: String {
    case spring, summer, autumn, winter
}
MemoryLayout<season>.size // 输出：1
MemoryLayout<season>.stride // 输出：1
MemoryLayout<season>.alignment // 输出：1

• 上面代码可以看出不管类型是什么占用的内存大小都是1个字节；
• 其实本质上是关联值和原始值的区别。

结论一： 把传进去的关联值直接存储到枚举变量内存里面的，所以枚举变量是关联值的话，内存是一定和将要存储的关联值大小有关。

为了证实结论一，比较下面的两个不同类型的关联值：

enum Password {
    case number(Int, Int, Int, Int)
    case other
}

MemoryLayout<password>.size // 输出：33
MemoryLayout<password>.stride // 输出：40
MemoryLayout<password>.alignment // 输出：8

enum Password {
    case number(String, String, String, String)
    case other
}

MemoryLayout<password>.size // 输出：65
MemoryLayout<password>.stride // 输出：72
MemoryLayout<password>.alignment // 输出：8

结论二： 原始值固定后是不能修改的，内存中只会把对应的成员值（序号）存下来，这时候1个字节足够用了，和枚举类型无关（不管是Int还是String枚举都是占用一个字节）。

分析下面代码：

enum Season: Int {
    // 序号0            序号1       序号2        序号3
    case spring = 1, summer = 2, autumn = 3, winter = 4
}

var season1 = Season.spring
var season2 = Season.spring
var season3 = Season.spring
MemoryLayout<season>.size // 输出：1
MemoryLayout<season>.stride // 输出：1
MemoryLayout<season>.alignment // 输出：1

疑问：成员值在内存中只占用1个字节，Int或String的原始值是怎么存下的？rawValue其实是另外一块地址。

• 关联值才会存储到枚举变量中，原始值不会占用枚举变量内存
• 我们可以通过内存地址看到前面的字节被关联值占用，关联值后面有一个字节是保存成员值
  • 1个字节存储成员值（如果只有一个枚举成员则不占用内存）
  • N个字节存储关联值（N取占用内存最大的关联值），任何一个case的关联值都共用这N个字节（共用体）
  • 剩余字节按照对齐数补齐

Switch的case其实是比较枚举的成员值的