在Swift中怎麼使用C語言的指針

Objective-C和C語言經常需要使用到指針。Swift中的數據類型由於良好的設計，使其可以和基於指針的C語言API無縫混用。同時Swift也可以自動處理大多數將指針作為參數的情況。在這篇文章裏，我們可以看到在Swift語言中如何將變量、數組、字符串當做C語言中的指針參數來使用。

　　將輸入輸出參數作為指針參數

C 和 Objective-C 不支持多類型的返回值。所以 Cocoa API 就使用指針作為函數的輸入輸出參數，以用來傳遞多類型的數據。Swift允許使用指針參數進行類似inout 參數的處理，所以你可以使用 & 語法將一個 var 變量的引用作為指針參數進行傳遞。比如説，UIColor的getRed(_:green:blue:alpha:) 方法，使用4個CGFloat* 指針用來接收顏色的組成元素。我們可以使用 & 將這幾個顏色組成部分裝配在本地變量中。

var r: CGFloat = 0, g: CGFloat = 0, b: CGFloat = 0, a: CGFloat = 0

ed(&r, green: &g, blue: &b, alpha: &a)

另外一個常見的情況出現在 Cocoa NSError 類的使用中。很多方法都使用一個NSError** 參數來保存異常信息。比如説，我們可以通過 NSFileManager 類的contentsOfDirectoryAtPath(_:error:) 方法，羅列出指定目錄中的信息，一旦出現疑似異常信息，就將其保存在 NSError? 類型的變量中。

var maybeError: NSError?

if let contents = ultManager()

entsOfDirectoryAtPath("/usr/bin", error: &maybeError) {

// Work with the directory contents

} else if let error = maybeError {

// Handle the error

}

為安全起見，Swift 要求在使用 & 傳值時，變量必須是已經被初始化的。這是因為 Swift 無法知道也無法判斷在操作指針之前，該指針是否確實在內存有指向的地址。

　　將數組作為指針參數

在C語言中，指針與數組是水乳x融，糾纏不清的。那麼為了在 Swift 中能無縫的使用C語言中基於數組的一些API，Swift 允許將 Array 作為指針參數。一個不可變數組的值可以作為一個 const 指針參數直接傳遞，可變數組可以使用 & 作為一個非 const 指針參數進行傳遞，就 inout 參數一樣。比如，我們使用Accelerate 框架中的. vDSP_vadd 函數對數組 a 和數組 b 進行相加，將結果寫入result 數組：

import Accelerate

let a: [Float] = [1, 2, 3, 4]

let b: [Float] = [0.5, 0.25, 0.125, 0.0625]

var result: [Float] = [0, 0, 0, 0]

vDSP_vadd(a, 1, b, 1, &result, 1, 4)

// result now contains [1.5, 2.25, 3.125, 4.0625]

　　將字符串作為指針參數

C語言中，傳遞字符串的主要方式是通過 const char* 指針。在Swift中，String 也可以被用作 const char* 指針，用它可以向函數傳遞空字符串或UTF-8編碼的字符串。比如，我們可以在標準的C語言和POSIX的庫函數中直接使用字符串作為參數傳遞：

puts("Hello from libc")

let fd = open("/tmp/", O_WRONLY|O_CREAT, 0o666)

if fd < 0 {

perror("could not open /tmp/")

} else {

let text = "Hello World"

write(fd, text, strlen(text))

close(fd)

}

　　指針參數轉換的安全性

Swift一直在努力讓我們可以方便的、無縫的使用C語言中的指針，因為在Cocoa中已經使用的非常普遍了。雖然Swift是一個類型安全的語言，對指針參數的轉換的安全性也有保障，但是相比Swift原生的其他代碼來説，還是存在着一定的不安全性。所以我們在使用時要格外小心。比如説：

1.如果調用者在指針返回之後保存了指針指向的對象，那麼再去使用這個對象時是不安全的。這些被轉換的指針參數只能在調用過程中或者發送消息過程中保證其有效性。即時你使用相同的變量、數組或者字符串作為多指針參數進行傳遞，你每次接收到的指針都是不同的。除非是全局或者靜態變量。你可以安全的使用全局或靜態變量的指針的參數，比如KVO上下文參數。

2.當將數組或字符串作為指針參數傳遞時，Swift不會檢查其邊界值。在C語言中，數組和字符串的大小是不能增長的，所以當你將數組或字符串作為指針參數傳遞時，要確保它們有足夠的大小，或者適合當前場景的大小。

如果你使用的基於指針的API不在這篇指導內，或者你需要重寫接收指針參數的Cocoa方法，那麼你可以直接使用Swift原始內存中的不安全的指針。我們會在以後的文章中介紹更多Swift的特性。