详解Swift中对C语言接口缓存的使用以及数组与字符串转为指针类型的方法

详解swift中对c语言接口缓存的使用以及数组与字符串转为指针类型的方法

由于swift编程语言属于上层编程语言，而swift中由于为了低层的高性能计算接口，所以往往需要c语言中的指针类型，由此，在swift编程语言刚诞生的时候就有了unsafepointer与unsafemutablepointer类型，分别对应为const type*类型与type *类型。

而在swift编程语言中，由于一般数组（array）对象都无法直接用于c语言中含有指针类型的函数参数（比如：void*），所以往往需要将数组转为指针类型，此外也需要将数组中元素内容存放到连续的存储空间。此外，swift中的字符串对象都是string结构体对象，因此也需要将它们转换为c语言中const char *类型相兼容的类型，因此这里将给大家介绍一些比较简便、且纯swift接口的使用方法，而不是借助于objective-c的foundation库。

/**
 此函数用于将一个数组（array）的首个元素的值做加1操作
 - parameters:
  - p: inout [int]类型，传入的数组对象首地址
 - returns: void
*/
func test(inout p: [int]) {
  p[0] += 1
}

class viewcontroller: nsviewcontroller {
  
  override func viewdidload() {
    super.viewdidload()
    
    var a = 0
    
    // 下面使用unsafemutablepointer自带的alloc类方法分配10个int元素的存储空间
    // 这个方法其实应该就是对malloc函数的封装了，用于外部的c接口十分有用
    let buf = unsafemutablepointer<int>.alloc(10)
    let dst = unsafemutablepointer<int>.alloc(10)
    
    // 分别对buf与dst存储空间进行初始化赋值
    for i in 0 ..< 10 {
      buf[i] = i
      dst[i] = 0
    }
    
    // 使用assignbackwardfrom将buf存储空间中后5个元素拷贝到dst存储空间的前5个元素中
    dst.assignbackwardfrom(buf.advancedby(5), count: 5)
    
    // 用array分配一个10个int元素的数组对象arr
    var arr = [int](count: 10, repeatedvalue: 0)
    
    // 将dst中的所有元素拷贝到arr中
    for i in 0 ..< 10 {
      arr[i] = dst[i]
    }
    print(arr)
    
    // 释放buf与dst。注意，这里必须用dealloc来释放，且里面的参数也要与alloc的参数对应！
    // 不释放会引发内存泄漏
    buf.dealloc(10)
    dst.dealloc(10)
    
    // arr数组对象指向另一个[1, 2, 3]数组字面量构成的array对象
    arr = [1, 2, 3]
    
    // 调用test函数，使得arr的第一个元素的值加1
    test(&arr)
    print("arr = \(arr)")
    
    // 这里使用array的withunsafemutablebufferpointer方法将数组元素内容转为
    // 指向一个连续存储空间的首地址。
    // 所以p的类型为：unsafemutablepointer<int>
    let p = arr.withunsafemutablebufferpointer() {
      // 这里，形参是一个含有一个unsafemutablebufferpointer的形参，
      // 返回类型为unsafemutablepointer的函数类型。
      (inout buffer: unsafemutablebufferpointer<int>) -> unsafemutablepointer<int> in
      return buffer.baseaddress
    }
    
    a = 0
    
    // 我们先查看原先数组对象中的元素内容
    for i in 0 ..< 3 {
      a += p[i]
    }
    print("a = \(a)")
    
    // 我们通过p指针对象对数组arr的内容进行修改
    p[0] -= 1
    p[1] += 1
    p[2] += 2
    
    // 然后打印出修改后的arr数组对象中的元素内容
    print("arr is: \(arr)")
    
    // 这里用nulterminatedutf8方法先转为contiguousarray<codeunit>对象类型，
    // 其中，codeunit是uint8类型。
    // 然后用withunsafebufferpointer转为unsafepointer<cchar>类型
    let cstr = "abcd".nulterminatedutf8.withunsafebufferpointer() {
      return unsafepointer<cchar>($0.baseaddress)
    }
    
    // 这里再将刚才生成的unsafepointer<cchar>类型的c格式字符串转回string对象
    let string = string.fromcstring(cstr)!
    print("string is: \(string)")
  }
}

上述代码中，unsafemutablepointer的alloc方法也是个很不错的方法，这个方法应该是直接对c语言标准库malloc的封装，可以使得我们方便地在swift中分配连续的存储空间，比如对于像图像处理、矩阵计算等算法尤为实用。当然，如果我们的逻辑主要用array来处理，然后再交给底层的c语言接口做高性能计算，那么也可以使用数组对象转连续存储空间withunsafebufferpointer方法，这种处理方式在网络数据通信中也比较实用。

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