Когда тип значения может храниться в куче?

Тип значения (struct, enum, tuple) может быть размещен в куче в следующих случаях:

1. Вложенный тип: Если тип значения является частью типа ссылки (класса), то его экземпляр хранится непосредственно внутри экземпляра класса в куче.
2. Захват в замыкании: Если тип значения захватывается (captured) замыканием, и это замыкание затем передается за пределы текущего scope, компилятор может принять решение о размещении типа значения в куче для обеспечения его доступности после завершения scope, где оно было создано.
3. Коллекции: Элементы коллекций (Array, Dictionary, Set), даже если эти элементы являются типами значений, хранятся в куче, так как сами коллекции (в реализации Swift) представляют собой типы ссылок или используют внутреннее хранилище в куче.
4. Existentials (Any, AnyObject, Protocol): При помещении типа значения в контейнер типа Any, AnyObject или передаче его как протокольного типа (any SomeProtocol), система типа Swift использует "existential container". Для больших типов значений этот контейнер может хранить сам тип значения в куче, а не inline.
5. On-Demand Allocation Optimizations (ретроспективно): В некоторых случаях компилятор может оптимизировать хранение больших типов значений, размещая их в куче, даже если они не соответствуют явному сценарию выше, для управления памятью. Это не является гарантированным поведением и зависит от оптимизаций компилятора.

import Foundation

// 1. Вложенный тип
class Container {
    // MyValueType хранится внутри экземпляра Container
    struct MyValueType {
        var data: Int
    }
    var value: MyValueType
    
    init(data: Int) {
        self.value = MyValueType(data: data)
    }
}

// let container = Container(data: 10) // value.data хранится в куче, т.к. является частью Container

// 2. Захват в замыкании
func createClosure() -> () -> Int {
    var counter = 0 // counter - Value Type
    // Захватывается замыканием и может храниться в куче
    let closure = {
        counter += 1
        return counter
    }
    return closure
}

// let myClosure = createClosure() // counter может быть в куче

// 3. Коллекции
struct AnotherValueType {
    var name: String
}

// Элементы массива (Value Type) хранятся в куче
var array: [AnotherValueType] = [AnotherValueType(name: "Apple"), AnotherValueType(name: "Banana")]

// 4. Existentials
struct LargeValueType {
    var largeData: [Int] = Array(repeating: 0, count: 1000)
}

func processAny(_ data: Any) {
    // При передаче LargeValueType как Any, может быть размещен в куче
}

// let largeValue = LargeValueType()
// processAny(largeValue)

// 5. On-Demand Allocation (зависит от компилятора) - неявный случай