为什么 SwiftUI 中的 View 使用 Struct 类型而不是 Class？

引言：探究 SwiftUI 的设计哲学

在 SwiftUI 的世界里，Struct 成为了构建视图的首选方式，这与 UIKit 和其他传统 UI 框架有着明显的不同。这样的设计选择并非偶然，而是有着深思熟虑的理由。本文将从多个维度深入探讨这一话题。

一、性能因素：Stack 和 Heap 的内存分配

1.1 Stack 和 Heap：两种内存存储方式

Stack（栈）和 Heap（堆）是计算机程序中用于数据存储的两种基本方式。简单来说，Stack 是一个快速但大小有限的内存区域，而 Heap 则是一个更大但相对较慢的内存区域。

1.2 值类型和引用类型的内存分配

在 Swift 中，Struct 是值类型，通常在 Stack 上分配内存。这种快速的内存访问方式让 Struct 在性能上有着不小的优势。

// Struct 在 Stack 上分配内存
struct FastStruct {
    var number: Int
}

相对而言，Class 是引用类型，通常在 Heap 上分配内存。虽然 Heap 提供了更大的内存空间，但访问速度则相对较慢。

// Class 在 Heap 上分配内存
class SlowClass {
    var number: Int = 0
}

1.3 性能对比：实例创建和访问速度

实际性能测试表明，Stack 上的内存分配和访问速度通常要快于 Heap。这在高性能要求的场景下，如动画渲染或大数据处理，尤为重要。

二、代码可维护性：状态管理与清晰度

使用 Struct 可以让状态管理更加清晰和直观。由于 Struct 是不可变的，它迫使开发者以一种更明确的方式来处理状态，从而提高代码的可维护性。

// 使用 @State 进行状态管理
struct CounterView: View {
    @State private var count = 0
    
    var body: some View {
        VStack {
            Text("Count: \(count)")
            Button("Increment") {
                count += 1
            }
        }
    }
}

2.1 代码组织与模块化

使用 Struct 也有助于代码的组织和模块化。由于状态是局部和明确的，你可以更容易地将视图分解为更小的、可重用的组件。

三、函数式编程范式：纯函数与不可变性

3.1 函数式编程的核心概念

函数式编程是一种编程范式，它强调使用一系列的纯函数来进行计算。纯函数是指其输出完全由其输入决定，并且没有任何副作用。

3.2 函数式编程在 SwiftUI 中的应用

Struct 的不可变性与函数式编程是天然契合的。在 SwiftUI 中，每一个视图都可以看作是一个将数据转换为 UI 的纯函数。

// 创建复杂视图
struct ContentView: View {
    var body: some View {
        VStack {
            Text("Hello, World!")
            Divider()
            CounterView()
        }
    }
}

3.3 测试和验证

函数式编程范式也使得 Struct 视图更容易进行单元测试和功能验证，因为你可以更容易地预测和验证纯函数的输出。

四、总结：Struct 在 SwiftUI 中的多维优势

综合以上分析，我们可以明确地看到，SwiftUI 之所以选择 Struct 而非 Class 作为视图构建的基础，是基于性能优势、代码可维护性和函数式编程范式的多重考量。

• 性能优势：由于值类型通常在 Stack 上分配内存，因此 Struct 类型的视图在性能上具有明显优势。

• 代码可维护性：Struct 的不可变性和明确的状态管理机制使代码更易于维护。

• 函数式编程范式：Struct 的不可变性和纯函数特性使代码更简洁，同时也更易于测试和验证。

因此，除非有特殊需求和场景，一般情况下使用 Struct 是更优的选择。这不仅可以提高应用的性能，还能让代码更加健壮和可维护。