为什么NSRect，NSPoint等结构，而不是类？

Question

我最近需要创建类似于NSRect的类型，它有一个锚点（本质上是一个NSRect，其中包含另一个NSPoint）。

在some research之后我发现我实际上可能更好地将它变成一个类（如在NSObject子类中），而不是使用struct。为什么Apple会制作这些类型的结构，而不是类？它似乎有许多好处，例如不必将它们包装在NSValues中，不必使用C函数与它们交互等等。

我确信他们有理由。它只是内存使用量略少吗？这只是历史吗？或者我错过了更大的东西？

Answer 1

每个编程范例都有自己的优点和缺点，object-oriented programming（OOP）也不例外。

拥有类（即以面向对象的方式编写）的所有主要好处是encapsulation，polymorphism和inheritance。

如果我们声明像Rect或Point这样简单的单元，我们就不会使用该列表中的任何内容，但是我们会带来OOP的所有缺点，包括隐式可变性，更复杂的内存管理，指针引用，隐式actor，破坏封装（使用setter / getters）等。我不会在此列出OOP中存在的数百个anti-patterns。

我怀疑Cocoa中Rect和Point的结构选择是否合理，首先是因为Objective-C从一开始就支持类，其次是因为全新的Swift语言没有这个遗产，但几乎所有标准类型和容器都在其标准库中声明为结构，而不是类。

通常，如果您不需要封装，多态和继承 - 您应该考虑将新实体声明为结构并尽可能避免使用OOP。

Answer 2

最重要的原因是性能 - 所有Cocoa的性能关键API（图形，音频）都倾向于使用C结构和函数来达到这种目的。

原因是C编译器可以更容易地优化这些。可以比方法更便宜地调用C函数，并且它们可以由编译器自动内联，完全消除函数调用开销。 C结构在堆栈而不是堆上分配，这意味着处理主要可以在寄存器或低级CPU缓存中完成，而不是调用主内存，这要慢几百倍。

动态调度Cocoa方法。它们可能被子类或混合所覆盖，因此编译器无法内联它们，因为在运行时执行它们之前无法确定它们将执行的操作。 Cocoa类在堆上分配，因此必须分配/解除分配，并且还有其他所有开销，例如引用计数。它们也很可能最终在内存中传播，这意味着由于它们驻留在内存中的内存块必须被分页进出缓存，因此可能会有很大的性能损失。

Answer 3

另一个好处是操作速度。这些点和rects主要用于渲染某些东西，因此需要比以往更快的操作。而不是分配一个会触发递归init的对象，花费大量的字节和cpu周期来进行秘密工作，只是说“这里我有16个字节，这是NSPoint结构的2个CGFloats”。当将工作委托给GPU时，这也很有意义，因为GPU对OOP和对象的方法一无所知，但需要在屏幕上绘制很多而没有毛刺。

Answer 4

  

为什么Apple会制作这些类型的结构，而不是类？

出于性能原因，这些实体经常使用，经常处理和小。将它们封装在对象中的开销并不能被它们作为对象的优点所证明。

Answer 5

通常，当存在对数据进行操作的方法时，使用类。如果您只有数据，那么只需使用结构。 似乎没有任何有用的方法可以与point或rect一起使用，因此不需要类。

Answer 6

我认为这与每个结构都保存原始类型的数据（通常是浮点数和双精度数）而没有任何动作（如函数或方法）这一事实有关，因此不需要像功能齐全的类（没有导入和没有样板代码，例如初始化程序），当然，正如其他同事提到的那样，因为Objective-C是C的超集。

Answer 7

如果你已经玩了一段时间的Objective-C，那么你就会知道它是在coreFoundation之上的OOP层，它是所有结构和'不透明类型'（带有秘密的结构）..

例如，NSDictionary实际上只是CFtype，CFDictionaryRef的包装器。那么，你在这里询问的东西，大小，点，矩形，边缘插入等只是很少的数据类型，确定不保证升级。基元（int，double，bool等）也没有得到（公共）类到免费电话桥。他们得到了NSNumber集群，这些人都在NSValue包装器中聚集在一起。如果需要，可以编写一个具体的类来包装特定的类...

Answer 8

因为需要是值类型。实际上，点或矩形不是对象。它们只是一堆数据。他们没有表现，他们只是存储您传递给他们的数据。你可以写

CGRect frame = ...
UIView *view1 = [[UIView alloc] initWithFrame:frame];

frame.origin = ...
UIView *view2 = [[UIView alloc] initWithFrame:frame];

它工作正常。对于引用类型，哪些类是，您将在将帧移动到另一个原点时更改view1的帧。

[myRect intersectsWithRect: otherRect]肯定会很好，实际上Swift允许这样做。结构和枚举等值类型可以包含Swift中的方法，这使得它成为可能

Answer 9

当您希望通过引用传递值时，可以使用值和类传递事物。