iOS底层探索--联合体与位域

小谷iOS底层博客合集

• 在探索iOS底层的时候，有个程序员都不陌生的isa，isa的实现用到了 联合体 与位域

• 其实在日常iOS开发中基本没有书写联合体 与位域的状况，，不过不表明咱们能够不会啊。。我以为到达看得懂的地步就行了！！

1. 联合体

• 我经常使用到一种结构体类型 strut，有一种和结构体比较类似的结构，叫共用体，也称联合体。

union 共用体名 {
    成员列表
}
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• 联合体与结构体的区别：

结构体中每一个成员都会独立一块内存，相互不影响！而联合体全部成员公用一块内存！牵一而动全身！

做为一个程序员来讲，仍是代码比较直观！！

1.1 联合体特征1

union XGXS {
    int a;      //4个字节
    short b;    //2个字节
    char c;     //1个字节
} xgxs;

//结果
xgxs.a = 2;
xgxs.b = 4;
xgxs.c = 'c';
NSLog(@"union size: %lu - %lu",sizeof(xgxs), sizeof(union XGXS));
//union size: 4 - 4

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** 得出结论1：联合体的内存是成员所需的最大内存那个。 **

1.2 联合体特征2

xgxs.a = 2;
NSLog(@"%d---%d---%c",xgxs.a,xgxs.b,xgxs.c);//2---2---
xgxs.b = 4;
NSLog(@"%d---%d---%c",xgxs.a,xgxs.b,xgxs.c);//4---4---
xgxs.c = 'c';
NSLog(@"%d---%d---%c",xgxs.a,xgxs.b,xgxs.c);//99---99---c
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** 得出结论2：每次改变联合体中的成员，其余成员会受到影响、即联合体成员之间是相互互斥的 **

联合体的话知道这个就足够了！！

2. 位域

2.1 使用bool值证实

• 位域的话仍是比较好理解的！
• 举个例子：假如我有一辆拖拉机！这个拖拉机的方向只能 前、后、左、右、（不能45°仰望天空哈）

@interface XGTractor : NSObject
@property (nonatomic, assign) BOOL front;
@property (nonatomic, assign) BOOL back;
@property (nonatomic, assign) BOOL left;
@property (nonatomic, assign) BOOL right;
@end

@implementation XGTractor
@end


XGTractor *tractor = [[XGTractor alloc] init];
tractor.back = YES;
tractor.front = YES;
tractor.left = YES;
tractor.right = YES;

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• 咱们打印这个tractor

• 而后咱们发现了：咱们能够看到 front、back、left、right各占一个字节，但其实咱们只须要一个二进制就能够表现出来，也就是 0 或则 1 就能够!!

• 这个时候咱们就可使用位域来看一下了

2.2 使用位域证实

上代码

@interface XGTractor2 : NSObject

- (void)setFront:(BOOL)isFront;
- (BOOL)isFront;
- (void)setBack:(BOOL)isBack;
- (BOOL)isBack;
- (void)setLeft:(BOOL)isLeft;
- (BOOL)isLeft;
- (void)setRight:(BOOL)isRight;
- (BOOL)isRight;

@end

#define XGDirectionFrontMask (1 << 0)
#define XGDirectionBackMask  (1 << 1)
#define XGDirectionLeftMask  (1 << 2)
#define XGDirectionRightMask (1 << 3)

@interface XGTractor2 () {
    union {
        char bits;
        struct {
            char front: 1;
            char back:  1;
            char left:  1;
            char right: 1;
        };
    } _direction;
}

@end

@implementation XGTractor2

- (instancetype)init {
    self = [super init];
    if (self) {
        _direction.bits = 0b00000000;
    }
    return self;
}
- (void)setFront:(BOOL)isFront {
    _direction.front = isFront;
}

- (BOOL)isFront {
    return !!(_direction.bits & XGDirectionFrontMask);
}

- (void)setBack:(BOOL)isBack {
    _direction.back = isBack;
}

- (BOOL)isBack {
    return !!(_direction.back & XGDirectionBackMask);
}

- (void)setLeft:(BOOL)isLeft {
    _direction.left = isLeft;
}

- (BOOL)isLeft {
    return !!(_direction.left & XGDirectionLeftMask);
}

- (void)setRight:(BOOL)isRight {
    _direction.right = isRight;
}

- (BOOL)isRight {
    return !!(_direction.left & XGDirectionLeftMask);
}

@end
复制代码

XGTractor2 *tr2 = [[XGTractor2 alloc] init];
tr2.front = 1;
tr2.back = 1;
tr2.left = 1;
tr2.right = 1;
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看结果：

这段代码的意思是：我画了个图：

基于这种结构就是位域