在Swift中使用C語言的指針

時間 2019-11-16

標籤 swift 使用 c語言指針欄目 Swift 简体版

原文原文鏈接

Objective-C和C語言常常須要使用到指針。Swift中的數據類型因爲良好的設計，使其能夠和基於指針的C語言API無縫混用。同時Swift也能夠自動處理大多數將指針做爲參數的狀況。在這篇文章裏，咱們能夠看到在Swift語言中如何將變量、數組、字符串當作C語言中的指針參數來使用。swift

將輸入輸出參數做爲指針參數

C和Objective-C不支持多類型的返回值。因此Cocoa API就使用指針做爲函數的輸入輸出參數，以用來傳遞多類型的數據。Swift容許使用指針參數進行相似inout參數的處理，因此你可使用&語法將一個var變量的引用做爲指針參數進行傳遞。好比說，UIColor的getRed(_:green:blue:alpha:)方法，使用4個CGFloat*指針用來接收顏色的組成元素。咱們可使用&將這幾個顏色組成部分裝配在本地變量中。數組

var r: CGFloat = 0, g: CGFloat = 0, b: CGFloat = 0, a: CGFloat = 0
color.getRed(&r, green: &g, blue: &b, alpha: &a)

另一個常見的狀況出如今Cocoa NSError類的使用中。不少方法都使用一個NSError**參數來保存異常信息。好比說，咱們能夠經過NSFileManager類的contentsOfDirectoryAtPath(_:error:)方法，挪列出指定目錄中的信息，一旦出現疑似異常信息，就將其保存在NSError?類型的變量中。安全

var maybeError: NSError?
if let contents = NSFileManager.defaultManager().contentsOfDirectoryAtPath("/usr/bin", error: &maybeError) {
    // Work with the directory contents
} else if let error = maybeError {
    // Handle the error
}

爲安全起見，Swift要求在使用&傳值時，變量必須是已經被初始化的。這是由於Swift沒法知道也沒法判斷在操做指針以前，該指針是否確實在內存有指向的地址。框架

將數組做爲指針參數

在C語言中，指針與數組是水乳交融，糾纏不清的。那麼爲了在Swift中能無縫的使用C語言中基於數組的一些API，Swift容許將Array做爲指針參數。一個不可變數組的值能夠做爲一個const指針參數直接傳遞，可變數組可使用&做爲一個非const指針參數進行傳遞，就inout參數同樣。好比，咱們使用Accelerate框架中的vDSP_vadd函數對數組a和數組b進行相加，將結果寫入result數組：函數

import Accelerate

let a: [Float] = [1, 2, 3, 4]
let b: [Float] = [0.5, 0.25, 0.125, 0.0625]
var result: [Float] = [0, 0, 0, 0]

vDSP_vadd(a, 1, b, 1, &result, 1, 4)

// result now contains [1.5, 2.25, 3.125, 4.0625]

將字符串做爲指針參數

C語言中，傳遞字符串的主要方式是經過const char*指針。在Swift中，String也能夠被用做const char*指針，用它能夠向函數傳遞空字符串或UTF-8編碼的字符串。好比，咱們能夠在標準的C語言和POSIX的庫函數中直接使用字符串做爲參數傳遞：編碼

puts("Hello from libc")
let fd = open("/tmp/scratch.txt", O_WRONLY|O_CREAT, 0o666)

if fd < 0 {
    perror("could not open /tmp/scratch.txt")
} else {
    let text = "Hello World"
    write(fd, text, strlen(text))
    close(fd)
}

指針參數轉換的安全性

Swift一直在努力讓咱們能夠方便的、無縫的使用C語言中的指針，由於在Cocoa中已經使用的很是廣泛了。雖然Swift是一個類型安全的語言，對指針參數的轉換的安全性也有保障，可是相比Swift原生的其餘代碼來講，仍是存在着必定的不安全性。因此咱們在使用時要格外當心。好比說：設計

若是調用者在指針返回以後保存了指針指向的對象，那麼再去使用這個對象時是不安全的。這些被轉換的指針參數只能在調用過程當中或者發送消息過程當中保證其有效性。即時你使用相同的變量、數組或者字符串做爲多指針參數進行傳遞，你每次接收到的指針都是不一樣的。除非是全局或者靜態變量。你能夠安全的使用全局或靜態變量的指針的參數，好比KVO上下文參數。
當將數組或字符串做爲指針參數傳遞時，Swift不會檢查其邊界值。在C語言中，數組和字符串的大小是不能增加的，因此當你將數組或字符串做爲指針參數傳遞時，要確保它們有足夠的大小，或者適合當前場景的大小。

若是你使用的基於指針的API不在這篇指導內，或者你須要重寫接收指針參數的Cocoa方法，那麼你能夠直接使用Swift原始內存中的不安全的指針。咱們會在之後的文章中介紹更多Swift的特性。指針

本文首發地址：在Swift中使用C語言的指針code