Jak opcjonalne są przechowywane w pamięci?

Opcjonalny w Swift reprezentuje enumerację z dwoma przypadkami: .none (lub nil) i .some(Wrapped).

enum Optional<Wrapped> {
    case none
    case some(Wrapped)
}

Gdy opcjonal zawiera wartość (.some(Wrapped)), przechowuje samą wartość typu Wrapped oraz dodatkowy bit wskazujący na jej obecność. Jeśli opcjonal jest nil (.none), przechowywany jest tylko ten bit lub specjalny wzorzec bajtów wskazujący na brak wartości.

Metoda przechowywania może się różnić w zależności od typu Wrapped i architektury procesora (32-bit vs 64-bit), ale ogólna idea polega na użyciu wskaźnika obecności wartości. Dla typów referencyjnych, np. nil może być reprezentowany przez nullowy wskaźnik, gdy wskaźnik nie jest potrzebny lub jest łączony. Dla typów wartości, potrzebne jest dodatkowe miejsce na wskaźnik.

Przykład z architekturą 64-bitową i wskaźnikiem:

• Jeśli Optional<T> zawiera wartość: pamięć dla T + 1 bit (lub bajt) na wskaźnik "jest wartość".
• Jeśli Optional<T> jest nil: zazwyczaj przechowuje się specjalny wzorzec bajtów lub łączy się z wskaźnikiem dla typów referencyjnych.

Ważne jest, aby zauważyć, że dla typów, których rozmiar jest mniejszy od ich naturalnego wyrównania (np. Bool na systemie 64-bitowym), wskaźnik obecności może być "wbudowany" w pozostałe bity, oszczędzając pamięć. Ta optymalizacja nazywa się "Nullable Pointer Optimization" dla typów referencyjnych i jest podobna dla niektórych typów wartości.