Swift 指针UnsafePointer

UnsafePointer

访问特定类型数据的指针

Declaration

struct UnsafePointer<Pointee>

OVerView

您可以使用UnsafePointer 来访问内存中的特定数据类型，这个数据类型是一个指针。UnsafePointer 并不提供自动内存管理或对齐方式。您需要自己完全掌握指针的生命周期以避免内存泄漏或者未定义的指针。手动内存管理可以取消或者绑定数据到特定类型，使用UnsafePointer 类型来访问和管理特定的类型。

Understanding a Pointer’s Memory State

UnsafePointer 可以是几种状态中的一种。一些指针操作必须在特定的状态中进行—您必须时刻了解指针的内存状态，以便对其有不通的操作。内存可以是untyped 、uninitialized、bound to a type 、uninitialized 、bound to a type、initialized这几种状态，最后，内存在deallocated之前必须先allocated，在销毁指针前必须先unallocated memory

Uninitilized Memory

内存通过allocated 或者在deinitialized 之后将处于uninitialized 状态，在Uninitialized的内存必须initialized 之后才可以被访问。

Initialized Memory

初始化后的内存可以通过指针的pointee 属性或者通过下表来读取，如下面的例子：

var number = 5
let numberPointer = UnsafePointer<Int>(&number)

print(numberPointer.pointee)
print(numberPointer[0])

log:
5
5

以不同类型访问指针内存

当访问UnsafePointer 实例指向的内存时，这个指针的Pointee 的类型必须和绑定的内存的类型相同。如果需要以其他方式访问这块内存，swift 的指针类型提供了type-safe 的方式暂时的或者永久的改变这个类型的类型，或者以row memory 的方式直接加载这块内存，如下：

当需要临时的使用不同的类型访问这块内存时，可以使用withMemoryRebound(to:capacity:)这个方法

let uint8Pointer = UnsafeMutablePointer<UInt8>.allocate(capacity: 1)
uint8Pointer.advanced(by: 0).pointee = CUnsignedChar(ascii: "a")
let length = uint8Pointer.withMemoryRebound(to: Int8.self, capacity: 8) { (len) in
      return strlen(len)
}
print(length)

var fullInteger = uint64Pointer.pointee
var firstByte = uint8Pointer.pointee
        
 print("\(fullInteger)  \(firstByte)")
        
uint8Pointer.deinitialize(count: 1)
uint8Pointer.deallocate()

//  length = 1
  

另外，也可以通过一种不确定的类型访问同一块内存，只要绑定类型和目标类型是普通类型，可以通过UnsafeRawPointer 实例和 load(fromByteOffset:as:)就可以读取值。如：

fullInteger = rawPointer.load(as: UInt64.self)   // OK
firstByte = rawPointer.load(fromByteOffset: 0, as: UInt8.self)      // OK

指针计算

指针计算是根据步长来进行计算的，当加上或减去一个指针，结果是一个新的额相同类型的指针。如：

 // 'intPointer' points to memory initialized with [10, 20, 30, 40]
let intPointer: UnsafePointer<Int> = ...

// Load the first value in memory
let x = intPointer.pointee
// x == 10

// Load the third value in memory
let offsetPointer = intPointer + 2
let y = offsetPointer.pointee
// y == 30


let numbers = [10, 20, 30, 40, 50, 60, 70]
print(numbers[..<3])
        
let intPointer = UnsafeMutablePointer<Int>.allocate(capacity: 4)
for i in 0..<4 {
     (intPointer + i).initialize(to: numbers[i])
 }
 for i in 0..<4 {
    print((intPointer + i).pointee)
  }
  
  
  intPointer.deinitialize(count: 4)
// When you allocate memory, always remember to deallocate once you're finished.
  intPointer.deallocate()
        

也可以通过下标来访问：

 let z = intPointer[2]
// z == 30

隐式转换与桥接

使用 UnsafePointer 作为函数或方法的参数时,可以传递该特定指针类型的实例、传递兼容指针类型的实例或使用 Swift 的隐式桥接传递兼容指针。

func printInt(atAddress p: UnsafePointer<Int>) {
    print(p.pointee)
}

printInt(atAddress: intPointer)
// Prints "42"

因为在调用函数时，可变指针类型被隐式转换成不可变的指针类型UnsafePointer，可以如下：

let mutableIntPointer = UnsafeMutablePointer(mutating: intPointer)
printInt(atAddress: mutableIntPointer)
// Prints "42"

另外，也可以使用swift 隐式转换功能，传递一个指针或者数组

var value: Int = 23
printInt(atAddress: &value)
// Prints "23"

或者

let numbers = [5, 10, 15, 20]
printInt(atAddress: numbers)
// Prints "5"

也可以使用下面这种方式

var mutableNumbers = numbers
printInt(atAddress: &mutableNumbers)

以上是苹果文档提供的一些例子，下面这篇文章相当不错，而且这个网站博客和课程质量非常高，以后就不用到处找资料了。

iOS&Swift Tutorials

[1]: iOS&Swift Tutorials

[2]: https://developer.apple.com/documentation/swift/unsafepointer

名字还没想好

Swift 指针UnsafePointer

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