Swift 中的 ArraySlice 如何在内部工作？

Question

我已经阅读了多篇关于如何在 Swift 中ArraySlice使用的帖子和文章Array。

但是，我找不到的是它在内部是如何工作的？是什么ArraySlice是浏览到数组究竟是什么意思？

var arr = [1, 2, 3, 4, 5]
let slice = arr[2...4]

arr.remove(at: 2)
print(slice.startIndex) //2
print(slice.endIndex)   //5
slice[slice.startIndex] //3

在上面的代码中，我index-2 (i.e 3)从 from 中删除了元素arr。 Index-2是startIndex的slice为好。当我打印时，slice[slice.startIndex]它仍然打印 3。

既然没有为 创造额外的存储空间ArraySlice，那么为什么 中的任何变化Array都没有反映在 中ArraySlice？

文章/帖子可以在这里找到：

https://dzone.com/articles/arrayslice-in-swift

https://marcosantadev.com/arrayslice-in-swift/

Answer 1

两个Array和ArraySlice是值类型，这意味着后

var array = [0, 1, 2, 3, 4, 5]
var slice = array[0..<2]

array和slice是独立的值，改变一个不会影响另一个：

print(slice) // [0, 1]
array.remove(at: 0)
print(slice) // [0, 1]

如何实现是 Swift 标准库的实现细节，但可以检查源代码以获取一些想法：在 Array.swift#L1241 中， 我们找到了以下实现Array.remove(at:)：

  public mutating func remove(at index: Int) -> Element {
    _precondition(index < endIndex, "Index out of range")
    _precondition(index >= startIndex, "Index out of range")
    _makeUniqueAndReserveCapacityIfNotUnique()

   // ...
  }

它使用

  @inlinable
  @_semantics("array.make_mutable")
  internal mutating func _makeUniqueAndReserveCapacityIfNotUnique() {
    if _slowPath(!_buffer.isMutableAndUniquelyReferenced()) {
      _copyToNewBuffer(oldCount: _buffer.count)
    }
  }

沿着这条线索，我们在ArrayBuffer.swift#L107找到

  /// Returns `true` iff this buffer's storage is uniquely-referenced.
  @inlinable
  internal mutating func isUniquelyReferenced() -> Bool {

    // ...
  }

这还不是完整的实现，但（希望）已经证明了（变异）remove(at:)方法将元素存储复制到新缓冲区，如果它被共享（与另一个数组或数组切片）。

我们还可以通过打印元素存储基地址来验证：

var array = [0, 1, 2, 3, 4, 5]
var slice = array[0..<2]

array.withUnsafeBytes { print($0.baseAddress!) }  // 0x0000000101927190
slice.withUnsafeBytes { print($0.baseAddress!) }  // 0x0000000101927190

array.remove(at: 0)

array.withUnsafeBytes { print($0.baseAddress!) }  // 0x0000000101b05350
slice.withUnsafeBytes { print($0.baseAddress!) }  // 0x0000000101927190

如果复制数组、字典或字符串，或者如果String和Substring共享存储，则使用相同的“写时复制”技术。

因此，只要它们都没有发生变异，数组切片就会与其原始数组共享元素存储。

这仍然是一个有用的功能。这是一个简单的例子：

let array = [1, 4, 2]
let diffs = zip(array, array[1...]).map(-)
print(diffs) // [-3, 2]

array[1...] 是给定数组的视图/切片，而不实际复制元素。

向下传递切片（左半部分或右半部分）的递归二进制搜索函数将是另一个应用程序。