Swift中C指针的基本使用方法

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Swift尽可能避免让我们直接去访问指针。但当我们需要直接访问内存时，我们可以使用Swift提供的几种指针类型。在下面几个表中列出了各种情况下C类型指针语法与Swift语法对应关系，其中Type作为实际类型的占位符

对于函数参数，有以下对应关系

C语法 Swift语法
const void * CConstVoidPointer
void * CMutableVoidPointer
const Type * CConstPointer
Type * CMutablePointer

对于返回值，变量，二级以上的指针参数，有以下对应关系

C语法 Swift语法
void * COpaquePointer
Type * UnsafePointer

对于类类型，有以下对应关系

C语法 Swift语法
Type const CConstPointer
Type __strong CMutablePointer
Type ** AutoreleasingUnsafePointer

下面简单介绍一下这几种类型的指针

C可变指针

当我们声明一个包含CMutablePointer参数的指针时，可以接收以下类型的值

  1. nil, 作为空指针传入
  2. 一个CMutablePointer值
  3. 一个in-out表达式，它的操作数是Type类型的左值。该表达式作为左值地址传入
  4. 一个in-out Type[]值，它作为数组的首地址指针传入，且在调用时扩展了数据的生命周期

假如我们声明了如下一个函数：

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func takesAMutablePointer(x: CMutablePointer<Float>) { /*...*/ }

那么我们可以用以下任何一种方式来调用

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var x: Float = 0.0
var p: CMutablePointer<Float> = &x
var a: Float[] = [1.0, 2.0, 3.0]
	
takesAMutablePointer(nil)
takesAMutablePointer(p)
takesAMutablePointer(&x)
takesAMutablePointer(&a)

当声明一个包含CMutableVoidPointer参数的函数时，它可以接收与CMutablePointer相同的形参，其中Type为任意类型。需要注意的是如果直接传递CMutablePointer，目前的编译器会直接报编译错误

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func takesAMutableVoidPointer(x: CMutableVoidPointer) { /* ... */ }
	
var x: Float = 0.0, y: Int = 0
var p: CMutablePointer<Float> = &x, q: CMutablePointer<Int> = &y
var a: Float[] = [1.0, 2.0, 3.0], b: Int[] = [1, 2, 3]
	
takesAMutableVoidPointer(nil)
//takesAMutableVoidPointer(p)	编辑错误:CMutablePointer<Float> is not convertible to CMutableVoidPointer
//takesAMutableVoidPointer(q)
takesAMutableVoidPointer(&x)
takesAMutableVoidPointer(&y)
takesAMutableVoidPointer(&a)
takesAMutableVoidPointer(&b)

C常量指针

当我们声明一个带有CConstPointer参数的函数时，可以接收以下类型的值：

  1. nil, 作为空指针传入
  2. 一个CMutablePointer, CMutableVoidPointer, CConstPointer, CConstVoidPointer, 或者AutoreleasingUnsafePointer类型的值，如果需要则会转换成CConstPointer
  3. 一个in-out表达式，它的操作数是Type类型的左值。该表达式作为左值地址传入
  4. 一个in-out Type[]值，它作为数组的首地址指针传入，且在调用时扩展了数据的生命周期

假如我们声明如下函数:

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func takesAConstPointer(x: CConstPointer<Float>) { /*...*/ }

那么我们可以用以下任何一种方式来调用

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var x: Float = 0.0
var p: CConstPointer<Float> = nil
	
takesAConstPointer(nil)
takesAConstPointer(p)
takesAConstPointer(&x)
takesAConstPointer([1.0, 2.0, 3.0])

当声明一个包含CConstVoidPointer参数的函数时，它可以接收与CConstPointer相同的形参，其中Type为任意类型。

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func takesAConstVoidPointer(x: CConstVoidPointer) { /* ... */ }
	
var x: Float = 0.0, y: Int = 0
var p:CConstPointer<Float> = nil, q: CConstPointer<Int> = nil
	
takesAConstVoidPointer(nil)
//takesAConstVoidPointer(p)
//takesAConstVoidPointer(q)
takesAConstVoidPointer(&x)
takesAConstVoidPointer(&y)
takesAConstVoidPointer([1.0, 2.0, 3.0])
takesAConstVoidPointer([1, 2, 3])

AutoreleasingUnsafePointer

当我们声明一个带有AutoreleasingUnsafePointer参数的函数时，可以接收以下类型的值：

  1. nil, 作为空指针传入
  2. 一个AutoreleasingUnsafePointer值
  3. 一个in-out表达式，其操作数是临时非所属(nonowning)缓冲区，存储了原始值的拷贝。缓冲区的地址被传递给调用函数，且在返回时，缓冲区的值被加载(loaded)、保留(retained)并重新指派(reassigned)给操作数

注意上面清单中不包含数组

如果我们声明了以下函数

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func takesAnAutoreleasingUnsafePointer(x: AutoreleasingUnsafePointer<NSDate?>) { /*...*/ }

则可以用以下方式来调用

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var x: NSDate? = nil
var p: AutoreleasingUnsafePointer<NSDate?> = nil
	
takesAnAutoreleasingUnsafePointer(nil)
takesAnAutoreleasingUnsafePointer(p)
takesAnAutoreleasingUnsafePointer(&x)

最后需要注意的是在Swift中，没有导入C函数指针。

参考文档：Using Swift with Cocoa and Objective-C