String和StaticString之间的区别

Question

我正在浏览文档,我找到了StaticString.它指出:

一个简单的字符串,用于表示"在编译时可以识别"的文本.

我原本以为它String具有与NSString编译时相同的行为,但看起来我错了.所以我的问题是我们何时应该使用StaticString而不是a String,唯一的区别是StaticString编译时是否已知？

我找到的一件事是

var a: String = "asdf" //"asdf"
var b: StaticString = "adsf" //{(Opaque Value), (Opaque Value), (Opaque Value)}

sizeofValue(a)  //24
sizeofValue(b)  //17

所以看起来StaticString内存占用少了一点.

Answer 1

似乎StaticString可以容纳字符串文字。您不能为其分配类型变量，String也不能对其进行突变（+=例如，使用）。

“在编译时知道”并不意味着变量的值将在编译时确定，而分配给它的任何值在编译时都是已知的。

考虑一下这个有效的例子：

var str: StaticString

for _ in 1...10 {
    switch arc4random_uniform(3) {
    case 0: str = "zero"
    case 1: str = "one"
    case 2: str = "two"
    default: str = "default"
    }
    print(str)
}

每当您可以向Swift提供有关如何使用变量的更多信息时，它都可以使用该变量优化代码。通过将变量限制为StaticString，Swift知道该变量不会被突变，因此它可能能够更有效地存储它，或者更有效地访问各个字符。

实际上，StaticString可以只用一个地址指针和一个长度来实现。它指向的地址只是静态代码中定义字符串的位置。A StaticString不需要被引用计数，因为它（不）存在于堆中。它既没有分配也没有释放，因此不需要引用计数。

“在编译时知道”是非常严格的。即使这样也不起作用：

let str: StaticString = "hello " + "world"

失败并出现错误：

错误：“字符串”不可转换为“ StaticString”

Answer 2

StaticString在编译时是可知的。这可以导致优化。例子：

编辑：这部分不起作用，请参阅下面的编辑

假设您有一个函数，可以Int为String您在编译时定义的一些常量计算一些值。

let someString = "Test"
let otherString = "Hello there"

func numberForString(string: String) -> Int {
    return string.stringValue.unicodeScalars.reduce(0) { $0 * 1 << 8 + Int($1.value) }
}

let some = numberForString(someString)
let other = numberForString(otherString)

像这样，当在程序中真正调用该函数时，例如应用程序启动时，该函数将使用“Test”和“Hello there”来执行。肯定是在运行时。但是，如果您更改您的功能以采取StaticString

func numberForString(string: StaticString) -> Int {
    return string.stringValue.unicodeScalars.reduce(0) { $0 * 1 << 8 + Int($1.value) }
}

编译器知道传入的在StaticString编译时是可知的，所以猜猜它是做什么的？它在编译时运行该函数（这真是太棒了！）。我曾经读过一篇关于这个的文章，作者检查了生成的程序集，他实际上找到了已经计算过的数字。

正如您所看到的，这在某些情况下很有用，就像提到的那样，不会降低可以在编译时完成的工作的运行时性能。

编辑：Dániel Nagy和我进行了交谈。矿的上述例子中不起作用，因为该函数stringValue的StaticString无法在编译时是已知的（因为它返回一个String）。这是一个更好的例子：

func countStatic(string: StaticString) -> Int {
    return string.byteSize    // Breakpoint here
}

func count(string: String) -> Int {
    return string.characters.count    // Breakpoint here
}

let staticString : StaticString = "static string"
let string : String = "string"


print(countStatic(staticString))
print(count(string))

在发布版本中，仅触发第二个断点，而如果您将第一个函数更改为

func countStatic(string: StaticString) -> Int {
    return string.stringValue.characters.count    // Breakpoint here
}

两个断点都被触发。

显然有一些方法可以在编译时完成，而其他方法则不能。我想知道编译器实际上是如何计算出来的。