Что такое MemoryLayout и как можно определить размер протокола в Swift?

MemoryLayout - это структура в Swift, предоставляющая информацию о типе, такую как размер в памяти, выравнивание и шаг. Используется для низкоуровневого анализа памяти.

Размер протокола в Swift нельзя определить напрямую с помощью MemoryLayout так же, как для конкретного типа или структуры. Это связано с тем, что протокол не имеет фиксированного размера; его размер зависит от конкретного типа, который этот протокол реализует.

Протокол в Swift представляет собой абстрактное соглашение и может быть реализован типами разного размера и сложности.

Два распространенных концепта, связанных с памятью при работе с протоколами, это:

1. Existential Container: Когда значение конкретного типа хранится в переменной или константе типа протокола, оно упаковывается в existential container. Этот контейнер имеет фиксированный размер и хранит:

   • Значение (для небольших типов - непосредственно, для больших - указатель).
   • VWT (Value Witness Table) - таблица функций, позволяющая работать со значением независимо от его типа.
   • PWT (Protocol Witness Table) - таблица функций, реализующих требования протокола.

   Размер existential container зависит от архитектуры и количества протоколов, которым соответствует значение.

2. Opaque Types (some Protocol): Используются для возврата значения конкретного типа, соответствующего протоколу, не раскрывая сам тип. Размер такого значения определяется конкретным типом, а не самим протоколом.

Пример использования MemoryLayout для конкретных типов:

struct MyStruct {
    let a: Int
    let b: Bool
}

enum MyEnum {
    case first
    case second(Int)
}

// Размер структуры MyStruct
let structSize = MemoryLayout<MyStruct>.size

// Размер перечисления MyEnum
let enumSize = MemoryLayout<MyEnum>.size

// Размер Int
let intSize = MemoryLayout<Int>.size

// Шаг для Int
let intStride = MemoryLayout<Int>.stride

// Выравнивание для Int
let intAlignment = MemoryLayout<Int>.alignment

protocol MyProtocol {}

struct SmallStruct: MyProtocol {}
struct LargeStruct: MyProtocol {
    let data: [Int] // Занимает много памяти
}

// Нельзя получить размер MyProtocol напрямую: MemoryLayout<MyProtocol>.size - ошибка компиляции

Таким образом, MemoryLayout применим для определения размера конкретных типов, но не для самого протокола. При работе с протоколами в памяти используются existential containers, размер которых является фиксированным для данной архитектуры и числа протоколов, аไม่ зависит от самого протокола как такового.