在Swift中使用C语言的指针

时间 2019-11-16

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Objective-C和C语言常常须要使用到指针。Swift中的数据类型因为良好的设计，使其能够和基于指针的C语言API无缝混用。同时Swift也能够自动处理大多数将指针做为参数的状况。在这篇文章里，咱们能够看到在Swift语言中如何将变量、数组、字符串当作C语言中的指针参数来使用。swift

将输入输出参数做为指针参数

C和Objective-C不支持多类型的返回值。因此Cocoa API就使用指针做为函数的输入输出参数，以用来传递多类型的数据。Swift容许使用指针参数进行相似inout参数的处理，因此你可使用&语法将一个var变量的引用做为指针参数进行传递。好比说，UIColor的getRed(_:green:blue:alpha:)方法，使用4个CGFloat*指针用来接收颜色的组成元素。咱们可使用&将这几个颜色组成部分装配在本地变量中。数组

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

另一个常见的状况出如今Cocoa NSError类的使用中。不少方法都使用一个NSError**参数来保存异常信息。好比说，咱们能够经过NSFileManager类的contentsOfDirectoryAtPath(_:error:)方法，挪列出指定目录中的信息，一旦出现疑似异常信息，就将其保存在NSError?类型的变量中。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
}

为安全起见，Swift要求在使用&传值时，变量必须是已经被初始化的。这是由于Swift没法知道也没法判断在操做指针以前，该指针是否确实在内存有指向的地址。框架

将数组做为指针参数

在C语言中，指针与数组是水乳交融，纠缠不清的。那么为了在Swift中能无缝的使用C语言中基于数组的一些API，Swift容许将Array做为指针参数。一个不可变数组的值能够做为一个const指针参数直接传递，可变数组可使用&做为一个非const指针参数进行传递，就inout参数同样。好比，咱们使用Accelerate框架中的vDSP_vadd函数对数组a和数组b进行相加，将结果写入result数组：函数

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]

将字符串做为指针参数

C语言中，传递字符串的主要方式是经过const char*指针。在Swift中，String也能够被用做const char*指针，用它能够向函数传递空字符串或UTF-8编码的字符串。好比，咱们能够在标准的C语言和POSIX的库函数中直接使用字符串做为参数传递：编码

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)
}

指针参数转换的安全性

Swift一直在努力让咱们能够方便的、无缝的使用C语言中的指针，由于在Cocoa中已经使用的很是广泛了。虽然Swift是一个类型安全的语言，对指针参数的转换的安全性也有保障，可是相比Swift原生的其余代码来讲，仍是存在着必定的不安全性。因此咱们在使用时要格外当心。好比说：设计

若是调用者在指针返回以后保存了指针指向的对象，那么再去使用这个对象时是不安全的。这些被转换的指针参数只能在调用过程当中或者发送消息过程当中保证其有效性。即时你使用相同的变量、数组或者字符串做为多指针参数进行传递，你每次接收到的指针都是不一样的。除非是全局或者静态变量。你能够安全的使用全局或静态变量的指针的参数，好比KVO上下文参数。
当将数组或字符串做为指针参数传递时，Swift不会检查其边界值。在C语言中，数组和字符串的大小是不能增加的，因此当你将数组或字符串做为指针参数传递时，要确保它们有足够的大小，或者适合当前场景的大小。

若是你使用的基于指针的API不在这篇指导内，或者你须要重写接收指针参数的Cocoa方法，那么你能够直接使用Swift原始内存中的不安全的指针。咱们会在之后的文章中介绍更多Swift的特性。指针

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