面试题：Swift结构体与类的性能差异分析及应用场景选择

Question

在处理大规模数据集合时，Swift的结构体和类在性能上会有怎样的表现差异？结合实际应用场景，说明何时优先选择结构体，何时优先选择类，并且解释原因。

Answer 1

性能差异

1. 结构体：
   • 结构体是值类型。在处理大规模数据集合时，当传递结构体实例时，会进行值拷贝。如果数据量较大，拷贝操作可能会带来一定的性能开销。不过，由于结构体通常存储在栈上（小结构体），访问速度相对较快，且内存管理简单，不需要引用计数等额外开销。
2. 类：
   • 类是引用类型。传递类实例时，只是传递引用，不会拷贝整个实例，在大规模数据集合传递时，这方面性能较好。但是，类实例存储在堆上，访问时需要通过指针间接访问，相对栈上访问会慢一些。同时，类使用引用计数进行内存管理，在大规模数据集合频繁创建和销毁类实例时，引用计数的维护会带来额外性能开销。

优先选择结构体的场景

1. 数据较小且独立：例如表示一个简单的坐标点 struct Point { var x: Int; var y: Int }。这种情况下结构体拷贝开销小，且简单的数据结构在栈上存储和访问效率高。
2. 性能敏感的算法核心：如一些数值计算的底层算法，结构体不需要引用计数等额外开销，可提高性能。因为在这些场景下，数据的快速访问和简单的内存管理更为重要。

优先选择类的场景

1. 需要继承和多态：比如构建一个游戏角色的继承体系，有一个基类 Character，然后子类 Warrior、Mage 等继承自它。类的继承和多态特性在这种场景下能很好地组织代码结构。
2. 数据共享：当多个部分需要共享同一份数据时，使用类更合适。例如多个视图控制器需要访问和修改同一个用户数据模型，使用类可以通过引用共享数据，而结构体的话每个视图控制器都有一份拷贝，不利于数据同步。