Как работает copy-on-write в Swift на примере копирования массива и изменения элементов

Что проверяют

Можете ли вы объяснить механизм на конкретном примере, а не пересказать определение.

Как отвечать

Массив это структура, значимый тип, но данные хранит в буфере в куче. Присваивание копирует саму структуру, а буфер остаётся общим:

var a = [1, 2, 3]
var b = a          // копирования данных нет, оба указывают на один буфер
b.append(4)        // вот здесь буфер копируется, потому что владельцев двое
print(a)           // [1, 2, 3]
print(b)           // [1, 2, 3, 4]

Как система понимает, что пора копировать: перед изменением проверяется, единственный ли владелец буфера, через isKnownUniquelyReferenced. Владелец один, значит меняем на месте; владельцев несколько, значит сначала копируем.

Проверить это можно прямо в коде, посмотрев адрес буфера до и после изменения: у a он не поменяется, у b поменяется на первом изменяющем вызове.

Что из этого следует на практике:

• передача большого массива в функцию, которая его только читает, ничего не стоит;
• изменение массива, на который больше никто не ссылается, идёт без копирования, сколько бы элементов там ни было;
• а вот цикл, который в каждой итерации меняет элемент массива, пока где-то жива вторая ссылка, скопирует буфер один раз на первом изменении, дальше уже нет.

Тот же приём можно сделать в своём типе: положить данные в класс-хранилище и перед мутацией проверять уникальность ссылки.

Где спотыкаются

Считают, что копирование происходит в момент присваивания.

Думают, что copy-on-write работает и для классов. Там копировать нечего, это ссылка.

Не знают про isKnownUniquelyReferenced.

Уверены, что передача массива в функцию всегда дорогая, и городят inout без нужды.