OC和Swift的区别，发送消息和执行方法的区别

2024-06-09 07:10:09

在 Objective-C 和 Swift 中，方法调用的机制存在显著的区别，具体体现在消息传递和方法调用上。以下是关于这两种机制的详细说明：

Objective-C：发送消息

消息传递机制

Objective-C 使用消息传递（Message Passing）机制来调用方法。这意味着在运行时，方法调用被转化为发送消息给对象。在编译时，编译器不会直接确定调用哪个方法，而是在运行时查找对应的实现。

[object doSomething];

消息传递的细节

动态性：在运行时确定方法的实现，这使得 Objective-C 非常灵活，可以实现方法交换、动态添加方法等高级特性。
运行时库：Objective-C 有一个强大的运行时库（Runtime Library），负责查找方法的实现、处理消息传递等。

// 发送消息的底层实现
objc_msgSend(object, @selector(doSomething));

优点

灵活：可以在运行时动态改变对象的行为。
动态绑定：可以实现更复杂的设计模式，如代理、观察者模式。

缺点

性能开销：由于在运行时查找方法实现，性能上有一定的开销。
类型安全：由于动态性，编译时类型检查较弱，可能导致运行时错误。

Swift：方法调用

方法调用机制

Swift 使用静态绑定（Static Dispatch）和动态绑定（Dynamic Dispatch）两种方式来调用方法。默认情况下，Swift 使用静态绑定，这意味着在编译时确定方法的实现，直接调用方法地址。

object.doSomething()

方法调用的细节

静态绑定：编译时确定方法的实现，直接调用方法地址，性能更高。
- 非类方法：如结构体和枚举的方法。
- 没有被标记为 @objc 的类方法。
- final 方法：被标记为 final 的方法，不能被子类重写。
动态绑定：通过使用 @objc 关键字或协议，可以实现类似于 Objective-C 的动态绑定。

// 静态绑定
class MyClass {
    func doSomething() {
        print("Doing something")
    }
}

let object = MyClass()
object.doSomething()

// 动态绑定
class MyClass: NSObject {
    @objc func doSomething() {
        print("Doing something")
    }
}

let object = MyClass()
object.perform(#selector(MyClass.doSomething))

优点

性能高：默认使用静态绑定，方法调用速度快。
类型安全：编译时进行类型检查，减少运行时错误。

缺点

灵活性：相比 Objective-C，动态性较弱，但可以通过 @objc 和 dynamic 关键字实现动态特性。

对比总结

特性	Objective-C	Swift
方法调用方式	消息传递（Message Passing）	静态绑定（Static Dispatch）动态绑定（Dynamic Dispatch）
灵活性	高：运行时确定方法实现	低：默认编译时确定方法实现
性能	较低：运行时查找方法实现有开销	较高：编译时确定方法实现
类型安全	较低：编译时检查较弱	较高：编译时类型检查
实现动态特性	简单：原生支持	复杂：需要使用 `@objc` 和 `dynamic` 关键字
运行时特性	强大：丰富的运行时库支持	较弱：但可以通过 `@objc` 和运行时特性扩展
常见用途	动态代理、方法交换、运行时修改行为	高性能方法调用、类型安全编程

具体应用场景

Objective-C 更适合那些需要大量动态特性、运行时行为修改的场景，如动态代理、方法交换、运行时添加方法等。
Swift 更适合那些需要高性能、类型安全的场景，如大部分日常应用开发、需要高效执行的代码路径等。如果需要动态特性，可以通过 @objc 和 dynamic 关键字来实现。

代码示例

Objective-C 消息传递

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface MyClass : NSObject
- (void)doSomething;
@end

@implementation MyClass
- (void)doSomething {
    NSLog(@"Doing something in Objective-C");
}
@end

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        MyClass *object = [[MyClass alloc] init];
        [object doSomething];  // 消息传递
    }
    return 0;
}

Swift 方法调用

import Foundation

class MyClass {
    func doSomething() {
        print("Doing something in Swift")
    }
}

let object = MyClass()
object.doSomething()  // 静态绑定

Swift 动态绑定

import Foundation

class MyClass: NSObject {
    @objc func doSomething() {
        print("Doing something in Swift with dynamic dispatch")
    }
}

let object = MyClass()
object.perform(#selector(MyClass.doSomething))  // 动态绑定

通过这些代码示例，可以清晰地看到 Objective-C 和 Swift 在方法调用机制上的区别。理解这些区别，将有助于开发者在不同的场景下选择合适的语言和方法调用方式。

Swift 的方法调用机制主要分为静态绑定和动态绑定：

静态绑定：在编译时确定方法实现，性能较高，适用于结构体、枚举和 final 方法。
动态绑定：在运行时通过虚方法表或 Objective-C 运行时确定方法实现，适用于类的继承层次和需要动态特性的场景。

理解这些机制，有助于编写高效且健壮的 Swift 代码，并在需要时合理使用动态特性。

详细说明

Swift 的方法调用机制主要通过静态绑定（Static Dispatch）和动态绑定（Dynamic Dispatch）来实现。了解这些机制的原理，有助于编写高效且健壮的 Swift 代码。以下是对 Swift 方法调用原理的详细解释：

1. 静态绑定（Static Dispatch）

静态绑定也称为直接调用（Direct Dispatch），在编译时就确定了方法的具体实现，并直接调用方法地址。静态绑定通常用于以下情况：

非类方法：如结构体和枚举的方法。
没有被标记为 @objc 的类方法。
final 方法：被标记为 final 的方法，不能被子类重写。

示例

struct MyStruct {
    func doSomething() {
        print("Doing something")
    }
}

let myStruct = MyStruct()
myStruct.doSomething()  // 静态绑定

在这个例子中，doSomething 方法在编译时就确定了具体实现，编译器会直接调用该方法的地址，这种方式性能较高。

2. 动态绑定（Dynamic Dispatch）

动态绑定在运行时确定方法的具体实现。Swift 中，动态绑定主要通过两种方式实现：

虚方法表（V-Table）：用于类的方法调用。
Objective-C 运行时：通过 @objc 和动态特性实现。

2.1 虚方法表（V-Table）

在类的继承层次中，Swift 会使用虚方法表来实现动态绑定，这与 C++ 的虚方法表类似。每个类都有一个虚方法表，记录了该类的方法实现地址。在方法调用时，通过虚方法表查找具体的实现地址。

class ParentClass {
    func doSomething() {
        print("Doing something in ParentClass")
    }
}

class ChildClass: ParentClass {
    override func doSomething() {
        print("Doing something in ChildClass")
    }
}

let parent: ParentClass = ChildClass()
parent.doSomething()  // 动态绑定，通过虚方法表查找具体实现

在这个例子中，doSomething 方法在运行时通过虚方法表查找具体实现，因为 parent 引用类型是 ParentClass，但实际对象是 ChildClass。

2.2 Objective-C 运行时

通过使用 @objc 关键字，Swift 可以与 Objective-C 运行时交互，实现类似于 Objective-C 的消息传递机制。

import Foundation

class MyClass: NSObject {
    @objc func doSomething() {
        print("Doing something in Swift with dynamic dispatch")
    }
}

let myClass = MyClass()
myClass.perform(#selector(MyClass.doSomething))  // 动态绑定，通过 Objective-C 运行时查找方法实现

在这个例子中，doSomething 方法被标记为 @objc，因此可以通过 Objective-C 的运行时机制进行动态绑定。

3. 方法调用的优化

Swift 编译器在方法调用时会进行多种优化，以提高性能：

内联（Inlining）：对于短小且频繁调用的方法，编译器可能会内联方法的实现，避免函数调用的开销。
去虚拟化（Devirtualization）：在某些情况下，编译器可以确定具体的类型，从而将动态绑定转换为静态绑定。
专用化（Specialization）：对于泛型方法，编译器可以生成特定类型的实现，提高性能。

4. 使用 `dynamic` 关键字

Swift 提供了 dynamic 关键字，用于显式指定方法使用动态绑定。这通常用于需要动态特性的场景，如 KVO（键值观察）和 Objective-C 运行时特性。

class MyClass: NSObject {
    @objc dynamic func doSomething() {
        print("Doing something dynamically")
    }
}

总结