Есть ли исключения из правил хранения value type в стеке и reference type в куче

Что проверяют

Понимаете ли вы, что «структуры на стеке, классы в куче» это упрощение, а не правило языка. Swift обещает семантику значений и ссылок, а не место хранения. Следом обычно спрашивают про copy-on-write и про то, почему большая структура бывает медленнее класса.

Как отвечать

Скажите главное: размещение это деталь реализации, которую решает компилятор. Затем приведите исключения в обе стороны. Value type оказывается в куче:

• поле класса: структура внутри экземпляра класса лежит прямо в его памяти, то есть в куче;
• захват замыканием: локальная var, захваченная @escaping-замыканием, переезжает в контейнер в куче, иначе она умерла бы вместе с кадром стека;
• экзистенциальный контейнер: значение any Protocol хранится в буфере на три машинных слова, для структуры крупнее выделяется память в куче;
• indirect enum: рекурсивные case хранятся в отдельной ячейке в куче;
• коллекции: Array, Dictionary, Set и String сами структуры, но элементы лежат в буфере в куче, а копирование работает по copy-on-write. Короткие строки на 64-битных платформах хранятся прямо в значении;
• async-функции: локальные переменные, живущие через await, хранятся не на стеке потока, а во фрейме задачи.

Обратный случай: оптимизатор может разместить экземпляр класса на стеке, если доказал, что ссылка не покидает функцию. Гарантий тут нет. Ещё пример: при мосте в NSArray значение Int превращается в объект NSNumber.

Вывод: выбирать между struct и class стоит по семантике, то есть нужна ли общая изменяемая идентичность, а не по мнимой разнице стека и кучи.

Где спотыкаются

Называют Array ссылочным типом, потому что его буфер в куче. Это структура с семантикой значения, копия независима от оригинала.

Приравнивают value type к стеку и делают выводы о скорости. Структура с десятком полей-ссылок при каждом копировании делает retain и release для каждого из них.

Считают, что copy-on-write есть у любой своей структуры. Он реализован в стандартных коллекциях, а для своего типа его пишут вручную через isKnownUniquelyReferenced.