Question

我是一名刚开始使用Swift的C ++程序员。我观看了Dave Abrahams的WWCD演讲"Protocol Orientated Programming in Swift"，我对可能创建受协议约束的异构数组类型的方式感到好奇。

使用视频中的示例，给定协议Drawable和两个实现它的结构：

protocol Drawable {
    func draw(renderer: Renderer) // Renderer is another protocol
}

struct Circle : Drawable {
    func draw(renderer: Renderer) {
        // Implementation
    }
}

struct Rectangle : Drawable {
    func draw(renderer: Renderer) {
        // Implementation
    }
}

可以将Diagram定义为包含Drawable的数组

struct Diagram : Drawable {
    var elements: [Drawable] = []

    func draw(renderer: Renderer) {
        for e in elements {
            e.draw(renderer);
        }
    }
}

我的问题是，这个异构elements数组究竟是如何运作的？由于Drawable的各种实现的大小不同，我无法看到它们如何在内存中的高效数组中布局。这是否意味着这样的“协议数组”实际上是在表面下使用每元素堆分配和动态/虚函数调用？

Answer 1

虽然我没有足够的时间完全触及它的底部，但我对此感到好奇。我仍然认为我已经得到了一些近似值的答案。

首先，来自Jason Bell的这个article，它提供了一些关于它如何在幕后工作的提示（不仅适用于Swift，还适用于Objective-C和其他语言）。

其次，如果我采用这个简单的程序：

protocol Foo { }

struct Bar: Foo { }

var fooArray = [Foo]()

fooArray.append(Bar())
fooArray.append(Bar())
fooArray.append(Bar())

let arrayElement = fooArray[0]

print(arrayElement)

...然后通过执行LLVM IR将其编译为swiftc -emit-ir unveil.swift > unveil.ir，然后我可以删除与简单IR对应的以下fooArray.append(Bar())代码：

%15 = getelementptr inbounds %P6unveil3Foo_* %3, i32 0, i32 1
store %swift.type* bitcast (i64* getelementptr inbounds ({ i8**, i64, { i64, i8*, i32, i32, i8*, %swift.type** (%swift.type*)*, %swift.type_pattern*, i32, i32, i32 }*, %swift.type* }* @_TMfV6unveil3Bar, i32 0, i32 1) to %swift.type*), %swift.type** %15, align 8
%16 = getelementptr inbounds %P6unveil3Foo_* %3, i32 0, i32 2
store i8** getelementptr inbounds ([0 x i8*]* @_TWPV6unveil3BarS_3FooS_, i32 0, i32 0), i8*** %16, align 8
%17 = getelementptr inbounds %P6unveil3Foo_* %3, i32 0, i32 0
call void @_TFV6unveil3BarCfMS0_FT_S0_()
%18 = bitcast %P6unveil3Foo_* %3 to %swift.opaque*
call void @_TFSa6appendurfRGSaq__Fq_T_(%swift.opaque* noalias nocapture %18, %swift.type* %14, %Sa* nocapture dereferenceable(8) @_Tv6unveil8fooArrayGSaPS_3Foo__)

Here你可以找到LLVM IR语法，但对我而言，上面意味着Swift数组实际上是指针数组。

此外，与IR类似，我可以使用相同的Swift行进入程序集，即：

leaq    __TWPV6unveil3BarS_3FooS_(%rip), %rax
leaq    __TMfV6unveil3Bar(%rip), %rcx
addq    $8, %rcx
movq    %rcx, -56(%rbp)
movq    %rax, -48(%rbp)
callq   __TFV6unveil3BarCfMS0_FT_S0_
leaq    __Tv6unveil8fooArrayGSaPS_3Foo__(%rip), %rdx
leaq    -80(%rbp), %rax
movq    %rax, %rdi
movq    -160(%rbp), %rsi
callq   __TFSa6appendurfRGSaq__Fq_T_

......再次，上面操纵指针，以确认理论。

最后，来自SILWitnessTable.h的{{1}}和SILWitnessVisitor.h的SIL标题可以在swift/include/swift/SIL/找到相同的内容。

实际上，我猜测（我希望那些真正知道他在说什么的人会在这里称重）价值类型（例如struct s）和引用类型（阅读class es）在Swift的引擎下并没有太大的不同。可能主要区别在于是否强制执行写入。

Swift的异构值类型数组如何工作？

1 个答案: