Swift 3.0 从 ++ 的实现到 inout 和 defer 的小细节

Swift 3.0 中删去了原 C Style 的自加和自减写法，转而推荐使用+=和-=写法。有时我们会在数组下标处直接修改某些计数值，而+=写法是个表达式，本身是不返回值的，因此无法代替原来的功能。...

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本文是一个在 Swift 3.0 中自加和自减的实现

项目在我的「Playground」（http://enumsblog.com/playground?sample=enum_posts_17004_1）中开源

引言

Swift 3.0 中删去了原 C Style 的自加和自减写法，转而推荐使用+=和-=写法。有时我们会在数组下标处直接修改某些计数值，而+=写法是个表达式，本身是不返回值的，因此无法代替原来的功能。

本文将通过重载运算符来找回自加和自减，顺便提及一下inout和defer的小知识。

正文

自加和自减分别包含了两个运算符，共四个运算符。即：++前置/后置、–前置/后置。

前置运算符很简单，因为是先自加，再返回自加后的值：

@discardableResult

prefix func ++(x: inout Int) -> Int{

x += 1

returnx

}

测试时直接前置自加是可以实现功能的，这里会打印出2，即数组第二个元素：

vari = 0

let list = [1,2,3,4]

print(list[++i])

但后置运算符不同，是先使用本身的值，使用完以后再进行自加，因此它似乎应该长这样：

@discardableResult

postfix func ++(x: inout Int) -> Int{

lety = x

x += 1

returny

}

但事实上，可以使用defer关键字推迟加法运算，可以写成这样：

@discardableResult

postfix func ++(x: inout Int) -> Int{

defer{

x += 1

}

returnx

}

defer代码块会被压入栈中，待函数结束时弹出栈运行。

代码看上去怪怪的，这样真的没问题吗？defer和return哪个会被先执行呢？x 是inout的，不论是哪个先被执行，结果返回的不都是应该返回已经 +1 的 x 吗？

其实这里包含了两个问题，一是inout究竟怎样工作的，二是defer究竟是怎样工作的。

inout

inout在写法上与C语言传递地址的写法十分类似，在调用函数传入参数是带有前缀&，就好像取地址传进去了一样，实则不然。

Swift 中 struct 是值类型的。

何为值，值是不能改变的，是immutable的，任何对值的修改其实就是新构造了一个来替换原来的。这里的inout也是如此，并不是传了地址进来，而是在这里构造了一个新的结构体，当函数结束时会复制回去替换原来的结构体。

当然，这个复制并不一定会真的复制。Swift 的copy on write也会分情况，当值类型的引用只有一个时是不会复制的，这段在猫神的书里有提到。

defer

这里defer代码块会被压入栈中，函数结束时执行。到底啥时候执行呢？是在return后执行，如果return调用了其他函数，这个函数会在defer代码块执行之前被执行。这个简单测试一下即可，也可以直接看汇编，上面代码的汇编长这样：

SelfPlusDemo`++ postfix(inout Int) -> Int:

0x100001c60 :  pushq  %rbp

0x100001c61 :  movq   %rsp, %rbp

0x100001c64 :  subq   $0x10, %rsp

0x100001c68 :  movq   %rdi, -0x8(%rbp)

0x100001c6c : movq   (%rdi), %rax

0x100001c6f : movq   %rax, -0x10(%rbp)

//在这里调用了defer代码块,首地址为0x100001c90

0x100001c73 : callq  0x100001c90               ;SelfPlusDemo.(++ postfix(inout Swift.Int) -> Swift.Int).($defer#1) () -> () at main.swift

0x100001c78 : movq   -0x10(%rbp), %rax

0x100001c7c : addq   $0x10, %rsp

0x100001c80 : popq   %rbp

0x100001c81 : retq

回到上面自加的代码中。

这里defer代码块会被压入栈中，return 时还没有被执行，因此这里的值是正是我们想要的自加以前的值。按照inout的原理，这个 x 指向的不是函数外面的 x，这只是个临时变量，在defer代码块执时值被修改了也不会影响返回值，因为至始至终都是值，不是引用，在函数结束之后会把这个临时变量拷贝回去，改变函数外的 x 值。

因此整个流程都是在操作和复制值，都是immutable的，不存在互相影响的可能，因此这段代码能像想象中那样工作。

按照这个思路完成自减代码即可。完整代码在我的「Playground」中开源。几句简单的代码基本能够代替C语言的自加自减功能了。

Swift 中测试结果为：