Struct vs Class

Swift fornece vários recursos que tornam as Structs melhores que as Classes em diversas situações, no entanto muitos desenvolvedores têm dificuldades em entender ou em escolher a melhor opção entre ambos. A principal característica de Strutcs é a imutabilidade, e na dúvida a melhor opção é começar com uma Struct e se durante o desenvolvimento surgir a necessidade de criar cópias independentes ou utilizar os dados em múltiplas threads basta alterar a declaração para Class.

Comparando Struct e Class

Struct e Class no Swift têm muitas coisas em comum. Ambos possuem:

• Propriedades que armazenam valores
• Métodos com funcionalidades
• Subíndices para fornecer acesso aos seus valores usando a sintaxe subscrita
• Inicializadores (init) para configurar seu estado inicial
• Possibilidade de ser estendido para expandir sua funcionalidade além de uma implementação padrão
• Conformidade com protocolos para fornecer funcionalidade padrão de um certo tipo

Porém as Classes têm recursos adicionais que as Structs não têm, como:

• Herança para obter características de outra classe
• Conversão de tipos para verificar e interpretar o tipo de uma instância de classe no tempo de execução
• Desinicializadores (deinit) para desalocar instâncias quando não mais são utilizadas
• Contagem de referência que permite mais de uma referência a uma instância de classe

Outra diferença importante entre ambos é o tipo de cada. Structs são Value Types e Classes são Reference Types.

O que são Value Types e Reference Types?

Tipos em Swift são categorizados em duas situções: primeiro value types onde cada instância armazena uma cópia única dos dados. Além de struct , enums, tuplas e primitivos são value types. E segundo reference types onde as instâncias compartilham a única cópia dos dados, normalmente definido por uma class.

A característica básica de um value type é que o processo de cópia cria uma instância independente com sua própria cópia exclusiva de seus dados.

Value Types e Reference Types na memória

Quando uma reference type é criada, como uma Classe, o sistema armazena a instância real em uma região da memória conhecida como Heap (porção menor da memória). Enquanto, as instâncias de value type, como uma Struct, permanecem em uma região da memória chamada Stack (porção maior da memória).

Exemplo de value type

struct Data { 
    var data: Int = 10
}

var primary = Data()
var secondary = primary // primary é copiado para secondary
primary.data = 20 // altera valor do primary, não do secondary

println(primary.data) // retorna "20"
println(secondary.data) // retorna "10"

Já o processo de cópia em reference type cria uma instância compartilhada. Depois de uma cópia, duas variáveis referem-se a uma única instância dos dados, com isso, modificar os dados na segunda variável também afeta o original.

Exemplo de reference type

class Data {
    var data: Int = 10
}

var primary = Data()
var secondary = primary // primary é copiado para secondary
primary.data = 20 // altera a instância referenciada por primary (e secondary)

println(primary.data)	// retorna "20"
println(secondary.data)	// retorna "20"

Motivos para utilizar Value Types

1. Eficiência A alocação de memória em Reference Types é mais custoso comparado com Value Types. Além disso, a fim de liberar a memória alocada, o sistema operacional precisa manter o controle da contagem de referência e, quando a contagem é zero, a memória é liberada. Essa sobrecarga não acontece com Value Types que levam à criação e à cópia eficiente da instância.
2. Código previsível Com Reference Type não temos certeza em relação ao conteúdo da instância criado, visto que qualquer parte do código pode ser modificada usando qualquer outra referência. Como as instâncias de Value Types são copiadas na atribuição não precisamos nos preocupar se o comportamento de outras partes do código irão afetar demais instâncias.
3. Segurança nas Threads Instâncias de Value Types são mais seguras em ambientes de multi-thread pois não precisamos nos preocupar se o estado de uma instância está sendo utilizado em outras threads.
4. Evita Memory Leak Swift utilizado o ARC para deslocar instância de Reference Types, apesar de eficiente ainda pode causar erros durante a execução. Porém este problema não ocorre em Value Types pois não há referências como Reference Types.