如何制作具有写时复制语义的容器？ (Swift)

Question

我有一个非常大的结构，我想确保它不会被不必要地复制。我怎样才能为它制作一个写时复制容器？

Answer 1

写时复制通常是对某些支持对象的 struct 包装。

public final class MutableHeapStore<T>: NonObjectiveCBase
{
    public typealias Storage = T

    public private(set) var storage: Storage

    public init(storage: Storage)
    {
        self.storage = storage
    }
}

public struct COW<T>
{
    public typealias Storage = MutableHeapStore<T>
    public typealias Value = T

    public var storage: Storage

    public init(storage: Storage)
    {
        self.storage = storage
    }

    public var value: Value
    {
        get
        {
            return storage.storage
        }

        set
        {
            if isUniquelyReferenced(&storage)
            {
                storage.storage = newValue
            }

            else
            {
                storage = Storage(storage: newValue)
            }
        }
    }

    public init(_ value: Value)
    {
        self.init(storage: Storage(storage: value))
    }
}

extension COW: CustomStringConvertible
{
    public var description: String
    {
        return String(value)
    }
}

诀窍在于每次盒装值发生变化时都断言 isUniquelyReferenced。如果底层存储对象被单独引用，则什么也不做。但是，如果存在另一个引用，则必须创建一个新存储。

这段代码是线程安全的吗？它与任何其他值类型一样安全，例如Int 或 Bool。

Answer 2

这里有一个更简单的例子。

struct COWExample1<T> {
    private var box = Box<[T]>(value: [T]())
    var count: Int {
        return box.value.count
    }
    mutating func append(e: T) {
        ensureBoxUniqueRefed()
        box.value.append(e)
    }
    private mutating func ensureBoxUniqueRefed() {
        if isUniquelyReferencedNonObjC(&box) == false {
            box = box.duplicated()
        }
    }
}

private final class Box<T> {
    var value: T
    init(value: T) {
        self.value = value
    }
    func duplicated() -> Box<T> {
        return Box(value: value)
    }
}

Answer 3

前面的回答都没有错，但是还有更简单的方法。 Swift 团队有 a list of performance tips，他们说：

The easiest way to implement copy-on-write is to compose existing copy-on-write data structures, such as Array.

没有比这更简单的了！

如何制作具有写时复制语义的容器？ (Swift)

How can I make a container with copy-on-write semantics? (Swift)

optimization

struct

copy-on-write

swift