Swift 中闭包捕获值类型与引用类型的区别及内存管理

题目

Swift 中闭包捕获值类型与引用类型的区别及内存管理

信息

• 类型：问答
• 难度：⭐⭐

考点

闭包捕获语义,值类型与引用类型,内存管理,循环引用

快速回答

核心要点：

• 值类型（如结构体）被闭包捕获时创建独立副本，闭包内外修改互不影响
• 引用类型（如类实例）被捕获时是强引用，需注意循环引用风险
• 使用[weak self]或[unowned self]捕获列表避免循环引用
• 局部变量通过堆分配实现闭包内外状态共享

原理说明

Swift 闭包会捕获其作用域内的变量：

• 值类型：默认捕获时创建独立副本（如 Int、String、Struct）
• 引用类型：捕获强引用（如 Class 实例），需手动处理内存管理
• 局部变量：编译器自动将其提升到堆内存，使闭包内外共享状态

代码示例

// 值类型捕获示例
struct ValueType { var num = 0 }
var value = ValueType()
let closure1 = { print(value.num) }
value.num = 10
closure1() // 输出 0（独立副本）

// 引用类型捕获示例
class RefType { var num = 0 }
let ref = RefType()
let closure2 = { print(ref.num) }
ref.num = 10
closure2() // 输出 10（共享引用）

// 循环引用示例
class Controller {
    var handler: (() -> Void)?
    init() {
        handler = { self.doSomething() } // 强引用循环
    }
    func doSomething() {}
}

// 正确捕获方案
handler = { [weak self] in 
    self?.doSomething() 
}

最佳实践

• 对引用类型始终使用[weak self]或[unowned self]
• 值类型修改需用var捕获：{ [var copy = value] in ... }
• 逃逸闭包中避免直接修改外部值类型变量

常见错误

• 误认为值类型在闭包内修改会影响外部变量
• 忽略引用类型的循环引用导致内存泄漏
• 在并发环境中修改被多个闭包共享的引用类型数据

扩展知识

• 捕获列表原理：编译器将捕获变量转换为闭包对象的隐藏属性
• @escaping 闭包：必须显式处理self引用
• 内存分配：局部值类型变量被闭包捕获时，Swift 自动在堆上分配存储
• inout 参数：闭包内不能直接捕获 inout 参数，需使用本地副本