Swift 的转换的运行时成本是多少?

What is the runtime cost of Swift's casts?

以下类型转换会产生哪些不同的运行时成本?

  1. 常数的数字转换,例如:

    let f = 0.1 as CGFloat
    

    我认为这具有零运行成本。

  2. 运行时值的数字转换,例如:

    let f = someDoubleValue as CGFloat
    

    我认为这具有极小的运行时成本。

  3. Upcast, 例如:

    let dict: [String: Int] = ...
    let anyObj = dict as AnyObject
    

    我希望它的运行时成本为零。

  4. 失败的向下转换,例如:

    let anyObj: AnyObject = ...
    if let str = anyObj as? String { ... }
    

    我希望它的运行时成本与 anyObj.

  5. 动态类型层次结构中 类 的数量成正比
  6. 强制向下转换,例如:

    let anyObj: AnyObject = ...
    let str = anyObj as! String
    

    也许强制向下转换的成本稍微低一些?

  7. 强制向下转换集合,例如:

    let dates: [AnyObject] = ...
    for date in dates as! [NSDate] { ... }
    

    这里发生了什么——尤其是当 dates 来自 NSArray 时?此转换的运行时成本与其元素数量成正比吗?如果我转换为更复杂的集合类型,如 [String: [String: [Int]]] 会怎么样——是否遍历整个集合以确保其所有元素和子元素都符合此转换?

对于前四种情况,我的断言都是正确的吗?

  • 如果明显可转换(如数字转换和向上转换),则为 O(1)(几乎为 0):情况 1、2、3。

  • 对于其他非集合的铸件,显然是O(1): case 4, 5.

  • 对于集合向下转型:

    • as? 是 O(n),因为元素类型检查是急切执行的。
    • 本机强制向下转换为 O(1),因为元素类型检查被推迟:情况 6。
    • 桥接强制向下转换(NSArray as! [NSDate])是 O(n),因为元素类型检查是急切执行的。
    • 嵌套集合是递归转换的,因此您只需递归应用上述规则即可。

来源:

  1. https://github.com/apple/swift/blob/master/stdlib/public/runtime/Casting.cpp
  2. https://github.com/apple/swift/blob/master/stdlib/public/core/ArrayCast.swift
  3. https://github.com/apple/swift/blob/master/stdlib/public/core/HashedCollections.swift.gyb

只是想补充一点,协议类型转换的运行时成本非常高。我试图在反汇编视图中查看它,只是忘记了正在发生的事情。所以像这样的一行:

(self as! SomeProtocol).someMethod()

导致 retain/release(涉及内存障碍),然后调用旧的 objc_msgSend() (!) 但与 someMethod() 无关,我想是因为其中之一selfSomeProtocol 源自 class,然后是一个非常非常长的函数调用链,其中包含一些循环。就像我说的那样,我失去了耐心尝试在反汇编视图中调试这一行代码。

虽然协议是一个非常好的抽象,但在性能关键代码中应该谨慎使用它们。