Swift中修改存在副本的原数组时，Copy-on-Write会复制整个原数组吗？

问题背景 #

首先定义如下结构体：

struct Teste: Codable {
    let a: Int
    lazy var x: Int = {
        print("I just changed this Teste item")
        return a + 1000
    }()
}

假设有一个包含7.5亿个Teste实例的数组：

var hugeData: [Teste]

该数组是从云端获取后存储在单例中的数据。随后生成它的一个副本：

let see: [Teste] = hugeData.filter{ /* 过滤条件 */ }
// 仅包含4个元素，其中一个为hugeData[109333072]

当see仍存在时，执行如下代码：

let width = hugeData[109333072].x

核心疑问：此时是否会因see的存在，触发整个hugeData的Copy-on-Write全量复制？还是Swift的Copy-on-Write机制足够智能，仅复制体积很小的see？

演示验证代码 #

struct Teste: Codable {
    let a: Int
    lazy var x: Int = {
        print("I just calculated it", a + 1000)
        return a + 1000
    }()
}

print("yo")
var tt = [Teste(a:7), Teste(a:8), Teste(a:9)]
let tt2 = tt.filter{ $0.a > 8 }
print(tt)
print(tt2)
print("yes, still nil in tt2")
print("go..", tt[2].x)
print("go again..", tt[2].x)
print(tt)
print(tt2)
print("yes, copy on write was? applied to the original huge array")
print("ie YES, still nil in tt2")
let tt3 = tt.filter{ $0.a > 8 }
print(tt)
print(tt3)
print("yes, the set value seems to carry through to tt3")

运行结果 #

yo
[.Teste(a: 7, $__lazy_storage_$_x: nil), .Teste(a: 8, $__lazy_storage_$_x: nil), .Teste(a: 9, $__lazy_storage_$_x: nil)]
[.Teste(a: 9, $__lazy_storage_$_x: nil)]
yes, still nil in tt2
I just calculated it 1009
go.. 1009
go again.. 1009
[.Teste(a: 7, $__lazy_storage_$_x: nil), .Teste(a: 8, $__lazy_storage_$_x: nil), .Teste(a: 9, $__lazy_storage_$_x: Optional(1009))]
[.Teste(a: 9, $__lazy_storage_$_x: nil)]
yes, copy on write was? applied to the original huge array
ie YES, still nil in tt2
[.Teste(a: 7, $__lazy_storage_$_x: nil), .Teste(a: 8, $__lazy_storage_$_x: nil), .Teste(a: 9, $__lazy_storage_$_x: Optional(1009))]
[.Teste(a: 9, $__lazy_storage_$_x: Optional(1009))]
yes, the set value seems to carry through to tt3

结论 #

从演示结果可以明确：

• 修改原数组hugeData中元素的懒属性时，不会触发整个大数组的Copy-on-Write全量复制。
• 原数组元素的懒属性初始化后，之前生成的副本see（示例中的tt2）里的对应元素依然保持未初始化状态，说明Swift仅处理了被修改元素的存储，没有复制整个大数组。
• 后续基于修改后的原数组生成的新副本，会包含已初始化的懒属性值，符合预期。

回到大规模数据场景的疑问：不会触发全量数组复制，Swift的Copy-on-Write机制足够智能，只会在必要时处理被修改的元素，无需复制7.5亿元素的大数组。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Fattie