Swift 的演员阵容的运行时成本是多少？

Posted 2023-03-23

【中文标题】Swift 的演员阵容的运行时成本是多少？

【英文标题】：What is the runtime cost of Swift's casts?

【发布时间】：2015-04-20 14:18:09

【问题描述】：

以下类型转换会产生哪些不同的运行时成本？

常量的数字转换，例如：

let f = 0.1 as CGFloat

我想这具有零运行时成本。

运行时值的数字转换，例如：

let f = someDoubleValue as CGFloat

我想这具有极小的运行时成本。

Upcast，例如：

let dict: [String: Int] = ...
let anyObj = dict as AnyObject

我希望它的运行时成本为零。

可失败的向下转型，例如：

let anyObj: AnyObject = ...
if let str = anyObj as? String  ... 

我希望它的运行时成本与 anyObj 的动态类型的层次结构中的类数量成正比。

强制向下转换，例如：

let anyObj: AnyObject = ...
let str = anyObj as! String

也许强制下垂的成本略低？

强制向下转换集合，例如：

let dates: [AnyObject] = ...
for date in dates as! [NSDate]  ... 

这里会发生什么——尤其是当dates 来自NSArray 时？此演员表的运行时成本是否与其元素的数量成正比？如果我转换为像 [String: [String: [Int]]] 这样更复杂的集合类型会怎样——是否遍历整个集合以确保其所有元素和子元素都符合这个转换？

对于前四种情况，我的断言是否正确？

【问题讨论】：

我猜你的许多问题有太多可能和正确的答案。例如。你的号码2：优化器可以检测f 的使用方式，如果机器架构适合，它可以直接使用someDoubleValue 作为Double，而在其他情况下，它必须将值复制到一些额外的内存中。万一它需要内存，因为它可能会将所有内存都保存在寄存器中。如果在这种情况下的性能存在问题：创建一个基准。

据我了解，#3 并不是真正向上转换的示例，因为 swift 字典是一个结构，当您将其“转换”为 AnyObject 时，swift 实际上会创建 NSDictionary。这对于 Int -> NSNumber、String -> NSString 和其他必须相同

【参考方案1】：

如果明显可转换（如数字转换和向上转换），则为 O(1)（几乎为 0）：案例 1、2、3。

对于其他非收藏的铸件，显然是O(1): case 4, 5。

对于集合向下转换：

as? 是 O(n)，因为元素类型检查是急切地执行的。 本机强制向下转换为 O(1)，因为元素类型检查被推迟：案例 6。 桥接强制向下转换 (NSArray as! [NSDate]) 是 O(n)，因为急切地执行元素类型检查。 嵌套集合是递归转换的，因此您只需递归应用上述规则。

来源：

https://github.com/apple/swift/blob/master/stdlib/public/runtime/Casting.cpp https://github.com/apple/swift/blob/master/stdlib/public/core/ArrayCast.swift https://github.com/apple/swift/blob/master/stdlib/public/core/HashedCollections.swift.gyb

【讨论】：

很好的答案，感谢您彻底调查。

【参考方案2】：

只是想补充一点，协议类型转换的运行时成本是可怕的。我试图在反汇编视图中查看它，只是忘记了正在发生的事情。所以像这样的一行：

(self as! SomeProtocol).someMethod()

导致保留/释放（涉及内存障碍），然后调用旧好的 objc_msgSend()（！）但与 someMethod() 无关，我猜是因为 self 或 SomeProtocol 之一是派生自class，然后是一个非常长的函数调用链，其中涉及一些循环。就像我说的那样，我失去了在反汇编视图中调试这一行代码的耐心。

虽然协议是一个非常好的抽象，但在性能关键代码中应谨慎使用。