面试题：Swift 数据类型与内存管理的深度关联

1. Swift 数据类型内存管理特性及差异

类（Class）：
- 特性：类是引用类型。多个常量和变量可以引用同一个类实例。
- 内存管理：其内存分配在堆上，生命周期由 ARC 管理。ARC 会跟踪和管理类实例的引用计数。
结构体（Struct）：
- 特性：结构体是值类型。当传递或赋值时，会进行值拷贝。
- 内存管理：其内存分配在栈上（对于简单结构体，复杂结构体可能部分内容在堆上），不需要 ARC 管理，当它们离开作用域时自动释放。
枚举（Enum）：
- 特性：枚举也是值类型。与结构体类似，传递或赋值时会进行值拷贝。
- 内存管理：内存分配通常在栈上，生命周期与所在作用域相关，无需 ARC 管理。

2. 引用计数与 ARC 工作原理

ARC 原理：ARC 是 Swift 中的自动内存管理机制，它通过跟踪对象的引用计数来管理内存。每当一个类实例被赋值给一个常量、变量或作为函数参数传递时，该实例的引用计数就会增加；当引用该实例的常量、变量超出其作用域时，引用计数就会减少。当引用计数变为 0 时，ARC 会自动释放该实例所占用的内存。

3. 内存管理问题 - 循环引用

循环引用场景：当两个类实例相互持有对方的强引用时，会导致循环引用。例如：

class Person {
    let name: String
    var apartment: Apartment?
    init(name: String) {
        self.name = name
    }
    deinit {
        print("\(name) is being deinitialized")
    }
}

class Apartment {
    let number: Int
    var tenant: Person?
    init(number: Int) {
        self.number = number
    }
    deinit {
        print("Apartment \(number) is being deinitialized")
    }
}

var john: Person? = Person(name: "John")
var number73: Apartment? = Apartment(number: 73)
john?.apartment = number73
number73?.tenant = john
john = nil
number73 = nil 
// 此时 John 和 Apartment 73 都不会被 deinitialized，因为存在循环引用

4. 解决方案

使用弱引用（Weak Reference）：
- 原理：弱引用不会增加对象的引用计数。适用于关系中一个实例可以在另一个实例之前释放的情况。
- 代码示例：

class Person {
    let name: String
    var apartment: Apartment?
    init(name: String) {
        self.name = name
    }
    deinit {
        print("\(name) is being deinitialized")
    }
}

class Apartment {
    let number: Int
    weak var tenant: Person?
    init(number: Int) {
        self.number = number
    }
    deinit {
        print("Apartment \(number) is being deinitialized")
    }
}

var john: Person? = Person(name: "John")
var number73: Apartment? = Apartment(number: 73)
john?.apartment = number73
number73?.tenant = john
john = nil
number73 = nil 
// 此时 John 和 Apartment 73 都会被 deinitialized，因为使用了弱引用打破了循环引用

使用无主引用（Unowned Reference）：
- 原理：无主引用与弱引用类似，不会增加引用计数，但它假定被引用的对象永远不会变为 nil。适用于两个实例彼此间的生命周期紧密相连，并且在初始化完成后，都不会变为 nil 的情况。
- 代码示例：

class Customer {
    let name: String
    var card: CreditCard?
    init(name: String) {
        self.name = name
    }
    deinit {
        print("\(name) is being deinitialized")
    }
}

class CreditCard {
    let number: Int
    unowned let customer: Customer
    init(number: Int, customer: Customer) {
        self.number = number
        self.customer = customer
    }
    deinit {
        print("Credit card \(number) is being deinitialized")
    }
}

var john: Customer? = Customer(name: "John")
john?.card = CreditCard(number: 1234_5678_9012_3456, customer: john!)
john = nil 
// 此时 John 和 Credit card 1234_5678_9012_3456 都会被 deinitialized，因为使用了无主引用打破了循环引用

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面试题：Swift 数据类型与内存管理的深度关联

知识考点

面试题答案

1. Swift 数据类型内存管理特性及差异

2. 引用计数与 ARC 工作原理

3. 内存管理问题 - 循环引用

4. 解决方案