字元串或串(String)是由數字、字母、下劃線組成的一串字元。一般記為 s=“a1a2···an”(n>=0)。它是編程語言中表示文本的數據類型。在程式設計中，字元串（string）為符號或數值的一個連續序列，如符號串（一串字元）或二進位數字串（一串二進位數字）。 String類型你一定不陌生，畢 ...
字元串或串(String)是由數字、字母、下劃線組成的一串字元。一般記為 s=“a1a2···an”(n>=0)。它是編程語言中表示文本的數據類型。在程式設計中，字元串（string）為符號或數值的一個連續序列，如符號串（一串字元）或二進位數字串（一串二進位數字）。
String類型你一定不陌生，畢竟每一位coder都是從var str1 = “Hello World”過來的。
但它真的就只是如此嗎？聽我娓娓道來。
一、思考
在 Swift 開發使用字元串的過程中，你是否有思考過以下問題？
- 1 個字元串變數占用多少記憶體？
- 字元串 str1、str2 的底層存儲有什麼不同？
- 如果對 str1、str2 進行拼接操作，str1、str2 的底層存儲又會發生什麼變化？
如果你能準確地回答以上問題，那說明對 Swift 字元串的底層存儲機制還是比較瞭解的。
二、1 個字元串變數占用多少記憶體？
方法 1：MemoryLayout
首先，可以藉助 Swift 自帶的 MemoryLayout 來測試一下
方法 2：彙編
另外，我們也可以藉助一個強有力的底層分析助手—彙編語言，來窺探一下 String 的底層存儲
- 實際上分析其他語法、系統庫的底層，都可以藉助彙編語言
- 比如多態的原理、泛型的原理、Array 的底層、枚舉的底層等等
另外，不僅僅是 Swift，C、C++、OC 的底層分析，依然可以藉助彙編語言
- 畢竟你寫的每一行有效代碼，最終都是要轉成機器指令（0 和 1）
- 而機器指令是跟彙編指令一一對應的，每一條機器指令都能翻譯成與之對應的彙編指令
- 能讀懂彙編指令，就相當於能讀懂機器指令，知道 CPU 具體在幹嘛（操作了什麼寄存器，操作了哪塊記憶體）
- 本教程的代碼是直接跑在 Mac 的命令行（CommandLineTools）項目上
- 因此展示的彙編代碼是基於 X64 的 AT&T 格式彙編，並非 iOS 真機設備的 ARM 彙編
- 其實不同種類的彙編之間有極大的相似性，只是有些指令的叫法不一樣
跟微軟的 Visual Studio 一樣，Xcode 也內置了非常方便的反彙編功能，可以輕鬆查看每一句代碼對應的彙編指令，打開反彙編界面的步驟如下
- 在某一行需要調試的代碼打上斷點（反彙編界面會在斷點調試狀態下顯示出來）
- 菜單：`Debug` > `Debug Workflow` > `Always Show Disassembly`
- `Assembly` 譯為彙編， `Disassembly` 譯為反彙編
- 運行程式，看到反彙編界面
如果你的反彙編經驗十足，根據第 16、17 行的彙編就可以推敲出來，String 是占用 16 個位元組
- 因為它用了 rax、rdx 寄存器存放字元串 str 的內容，而 rax、rdx 都是 8 位元組的
彙編的內容太多了，因為時間和篇幅關係，文章里並不會對每一句彙編指令進行詳細地講解，更多的是想說明彙編的重要性。
三、字元串的底層存儲
窺探記憶體
此前我寫了個可以窺探 Swift 變數記憶體的小工具：https://github.com/CoderMJLee/Mems
- 現在用它來窺探下字元串的 16 位元組裡面，究竟存儲著什麼數據
- `Mems.memStr(ofVal:)` 預設情況下按照 8 個位元組一組來顯示記憶體數據
- 傳遞參數 `alignment: .one` 是按照 1 個位元組一組來顯示記憶體數據
字元 '0'~'9' 的 ASCII 值是 0x30~0x39，認真觀察最初 str1 的 16 個位元組數據，你發現了什麼？
- 它直接將所有字元的 ASCII 值存儲在 str1 的 16 位元組中
- 最後 1 個位元組 0xea 中的 0xa 就是字元的數量，也是共 10 個字元
拼接
可以發現，當對 str1 進行拼接 "ABCDE" 的時候
- 它最終是將 "0123456789ABCDE"十五個字元的 ASCII 值都存儲在了 str1 的 16 位元組中
- 最後 1 個位元組 0xef 中的 0xf 就是字元的數量，也是共 15 個字元
- 可以看得出來，目前 16 個位元組已經存滿了，那如果再拼接 1 個字元呢？
可以看到，str1 裡面存儲的數據發生了非常大的變化，每一個字元的 ASCII 值不見了，
- 那裡面的 16 位元組具體是什麼含義呢？
- 所有字元（'0'~'9'、'A' 到 'F'）的 ASCII 值又存到哪去了呢？
其他情況
如果一開始初始化的時候（未拼接之前），字元串的內容就是超過 15 個字元呢？
相信你能猜到是這個結果
- 這 16 個位元組裡面並沒有出現任何一個字元的 ASCII 值
- 而且這 16 個位元組跟 `第27行的str1` 還是有所區別
- 雖然它們的字元串內容都是"0123456789ABCDEF"
如果對 str2 進行拼接操作
不難發現：這時 str2 的 16 位元組又發生了變化，跟 `第27行的str1` 是有點相似的
如何解決上述疑問？
上述的種種疑問，光看列印出來的記憶體數據是無法解決的，但是都可以利用【！！！彙編！！！】來解決，分析彙編指令，立馬就得出結論，因為文章的篇幅有限，平時工作也比較忙，我把上述問題的詳細剖析過程錄製成了長達 2 個多小時的視頻，有興趣的朋友可以用 1.5~2 倍速度觀看
- 鏈接：https://pan.baidu.com/s/1AkS3K1ZKP8zyxhlhLRaBkA
- 提取碼：kzrk
- 視頻對於沒有彙編基礎的朋友來說，可能會有點難度，最好挑一個頭腦清醒的時間去觀看
- 看完視頻後，希望大家能夠確切地感受到彙編語言的重要性，不要永遠只停留在編寫高級語言代碼、沉迷於語法糖的層面。
四、最後
最後想多說一句：彙編能給你帶來的價值遠遠不止這篇文章所說的窺探字元串的底層，對你的程式生涯影響絕對是終生受益的（數據結構與演算法功底也是如此），比如你還能玩轉軟體破解、游戲外掛等，這是我此前用【彙編\C++】編寫的一個游戲外掛：https://github.com/CoderMJLee/SeemygoPVZCheater
彙編語言是最接近於機器語言的編程語言。如果說機器語言是電腦操作的本質，那麼彙編語言就是最最接近本質的語言。彙編語言能夠讓你更好的理解高級語言，學會彙編後，你可以通過修改高級語言的代碼來提高演算法所不能提高的效率。
在編程領域，字元串雖然是所有編程語言中最重要的部分之一，但它也僅僅是這片領域的一隅。對程式員而言，唯有不斷的探索學習更多技術，才能在這片領域中縱橫遨游。
以上就是我的技術分享，感覺意猶未盡還想學的朋友，送福利了！！想獲取更多技術提升秘籍，歡迎加微信：19950277730，我在這裡為你隨時解答。這裡有很多如 iOS、數據結構與演算法等編程技巧的免費視頻和學習資料。
