浅谈Swift 2中的Objective-C指针

更新时间:2015-09-08 09:33:44点击次数:2399次

在Objective-C中我们经常会用到指针,有些方法也需要直接去操作指针,今天我们就来看看如何在Swift中使用指针。

在Swift中读C指针

下面这个Objective-C方法会返回一个int指针,或者说C术语里面的(int *):


[cpp] view plaincopy

  1. @interface PointerBridge : NSObject {  

  2.     int count;  

  3. }  

  4. - (int *) getCountPtr;  

  5. @end  

  6.    

  7. @implementation PointerBridge  

  8. - (instancetype) init {  

  9.     self = [super init];  

  10.     if(self) {  

  11.         count = 23;  

  12.     }  

  13.     return self;  

  14. }  

  15. - (int *) getCountPtr {  

  16.     return &count;  

  17. }  

  18. @end  



上面的代码定义了一个PointerBridge类,它包含getCountPtr方法,这个方法返回一个值为23的int型内存地址。 这个Int其实是count的实例,它在构造方法init中被赋值为23。

我把这段代码放在一个Objective-C的头文件中,然后把这个头文件import到我的桥接头文件(XXX-bridging-header.h)中,这样就可以在Swift中使用。然后我在Swift中创建一个名为bridge的PointerBridge实例,然后获得getCountPtr() 方法的返回值…

[cpp] view plaincopy

  1. let bridge = PointerBridge()  

  2. let theInt = bridge.getCountPtr()  

  3. print(theInt)  

  4. print(theInt.memory)  



在Xcode中按住Option键点击theInt检查它的类型,你会发现他的Swift类型是UnsafeMutablePointer<Int32>。这是指向Int型的指针,和Int型不一样,它仅仅是指向它的指针。

如果运行这个程序然后执行这段Swift代码,我们会发现theInt在命令行中输出类似0x00007f8bdb508ef8这样的内存地址,然后,然后我们会看到memory成员变量输出的值23 。访问指针指向的内存通常返回其底层指向的对象,在这个例子中就是原来的32位int(在Swift中就是Int32)。

现在让Objective-C类支持设置count的值。

[cpp] view plaincopy

  1. @interface PointerBridge : NSObject {  

  2.     int count;  

  3. }  

  4. - (int *) getCountPtr;  

  5. - (void) setCount:(int)newCount;  

  6. @end  

  7.    

  8. @implementation PointerBridge  

  9. - (instancetype) init {  

  10.     self = [super init];  

  11.     if(self) {  

  12.         count = 23;  

  13.     }  

  14.     return self;  

  15. }  

  16. - (int *) getCountPtr {  

  17.     return &count;  

  18. }  

  19. - (void) setCount:(int)newCount {  

  20.     count = newCount;  

  21. }  

  22. @end  



我们可以调用setCount()方法来修改count的值。因为theInt是一个指针,所以通过setCount修改count也会更新theInt.memory。别忘了内存地址是不会变的,变的是值。

也就是说,下面的代码会在命令行中打印数字23, 然后打印数字1000。

[cpp] view plaincopy

  1. let bridge = PointerBridge()  

  2. let theInt = bridge.getCountPtr()  

  3. print(theInt.memory) // 23  

  4. bridge.setCount(1000)  

  5. print(theInt.memory) // 1000  


如果想避免每次都写.memory,有一条捷径就是把.memory赋值给一个变量: 


[cpp] view plaincopy

  1. let bridge = PointerBridge()  

  2. let theInt = bridge.getCountPtr()  

  3. let countVal = theInt.memory  

  4. print(countVal) // 23  


就像之前一样, 命令行会输出23。然而,如果我们像之前那样调用setCount()方法修改count的值,问题出现了: 


[cpp] view plaincopy

  1. let bridge = PointerBridge()  

  2. let theInt = bridge.getCountPtr()  

  3. let countVal = theInt.memory  

  4. print(countVal) // 23  

  5.    

  6. bridge.setCount(1000)  

  7. print(countVal) // 23  



出现问题的原因是countVal是通过值(value)来赋值的。赋值的时候值(value)就是23,所以countVal有它自己的内存地址,这个地址永久地保存了23这个值,所以已经失去了指针的特性。countVal现在只是一个普通的 Int32 型。

在Swift中创建C指针

如果我们想要做和上面相反的事情呢?不是用Int型来给count赋值,而是传入一个指针呢?

我们假设在Objective-C的代码中有如下的一个方法:

[cpp] view plaincopy

  1. - (void) setCountPtr:(int *)newCountPtr {  

  2.     count = *newCountPtr;  

  3. }  



这个方法很作,其实就是把newCountPtr重新赋值给count,但在Swift开发中你确实会碰到这样一些需要传入指针的场景。用这么作的方式只是为了向你展示如何在 Swift 中创建指针类型,然后传入到Objective-C的方法中。

你可能会简单的认为只要使用一个类似&的引用操作符就可以传入Int值,就像你在C中所做的那样。在Objective-C中你可以这样写:

[cpp] view plaincopy

  1. int mcount = 500; [self setCountPtr:&mcount];  



这段代码可以成功地把count的值更新为500。然而在Swift中,通过自动补全你会发现它更复杂(而且更冗长)。它需要传入一个UnsafeMutablePointer<Int32> 类型的newCountPtr变量。

我知道这个类型很恶心,而且它看起来确实很复杂。但是,事实上它相当简单,特别是在你了解Objective-C中的指针的情况下。如果要创建一个UnsafeMutablePointer<Int32> 类型的对象,我们只需要调用构造方法,这个构造方法需要传入的参数就是指针的大小(你应该知道C的指针是不存储类型的,所以它也不会存储大小的信息)。

[cpp] view plaincopy

  1. let bridge = PointerBridge() let theInt = bridge.getCountPtr() print(theInt.memory)  

  2.         // 23 let newIntPtr = UnsafeMutablePointer<Int32>.alloc(1) newIntPtr.memory  

  3.         = 100 bridge.setCountPtr(newIntPtr) print(theInt.memory) // 100  



需要给UnsafeMutablePointer<Int32>构造方法传入的参数就是需要分配空间的对象的个数,所以我们传入1即可,因为我们只需要一个Int32对象 。然后,只需要把我们之前对memory所做的事情反过来,我们就可以为我们新建的指针赋值。终,我们只需要简单滴把newIntPtr传入到setCountrPtr方法中,再把之前theInt指针的值打印出来,我们就会发现它的值已经被更新为100。

总结

UnsafeMutablePointer<T>类型的兄弟类型UnsafePointer<T>从根本上说只是C指针的一个抽象。你可以把它们看作Swift的可选类型,这样更容易理解。它们不是直接等于一个确切的值,而是在一个确切的值上面做了一层抽象。它们的类型是泛型,这样就可以允许其使用其他的值,而不单单是Int32。比如你需要传入一个Float对象那么你可能需要UnsafeMutablePointer<Float>。

重点是:你不是把一个Int强转为UnsafeMutablePointer<Int>,因为指针不是简单地一个Int值。所以,如果需要创建一个新的对象,你需要调用构造方法UnsafeMutablePointer<Int>(count: Int)。


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