原文链接: Objective-C Pointers and Swift 2: A Simple Guide
原文日期:2015/08/23
译者: mmoaay
校对: numbbbbb
定稿: shanks
本文写于 2015 年 8 月 23 日,与 Xcode7 Beta 版和 Swift 2 兼容
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 *)
:
@interface PointerBridge : NSObject {
int count;
}
- (int *) getCountPtr;
@end
@implementation PointerBridge
- (instancetype) init {
self = [super init];
if(self) {
count = 23;
}
return self;
}
- (int *) getCountPtr {
return &count;
}
@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…
let bridge = PointerBridge()
let theInt = bridge.getCountPtr()
print(theInt)
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。
@interface PointerBridge : NSObject {
int count;
}
- (int *) getCountPtr;
- (void) setCount:(int)newCount;
@end
@implementation PointerBridge
- (instancetype) init {
self = [super init];
if(self) {
count = 23;
}
return self;
}
- (int *) getCountPtr {
return &count;
}
- (void) setCount:(int)newCount {
count = newCount;
}
@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。
let bridge = PointerBridge()
let theInt = bridge.getCountPtr()
print(theInt.memory) // 23
bridge.setCount(1000)
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:
let bridge = PointerBridge()
let theInt = bridge.getCountPtr()
let countVal = theInt.memory
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:
let bridge = PointerBridge()
let theInt = bridge.getCountPtr()
let countVal = theInt.memory
print(countVal) // 23
bridge.setCount(1000)
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。
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:
- (void) setCountPtr:(int *)newCountPtr {
count = *newCountPtr;
}
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:
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 Obj-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,这个构造方法唯一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)
let bridge = PointerBridge()
let theInt = bridge.getCountPtr()
print(theInt.memory) // 23
let newIntPtr = UnsafeMutablePointer<Int32>.alloc(1)
newIntPtr.memory = 100
bridge.setCountPtr(newIntPtr)
print(theInt.memory) // 100
唯一需要给 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。最终,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。
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)
。
在本文之后我们会继续深入研究函数指针的一些细节,然后学习如何利用这些特性的优势去更好地与 C 和 Objective-C 的 API 进行交互。一定要注册我们的 Newsletter ,这样你才不会错过这些精彩的内容!