在Swift中怎麼使用C語言的指標

Objective-C和C語言經常需要使用到指標。Swift中的資料型別由於良好的設計，使其可以和基於指標的C語言API無縫混用。同時Swift也可以自動處理大多數將指標作為引數的情況。在這篇文章裡，我們可以看到在Swift語言中如何將變數、陣列、字串當做C語言中的指標引數來使用。

C 和 Objective-C 不支援多型別的返回值。所以 Cocoa API 就使用指標作為函式的輸入輸出引數，以用來傳遞多型別的資料。Swift允許使用指標引數進行類似inout 引數的處理，所以你可以使用 & 語法將一個 var 變數的引用作為指標引數進行傳遞。比如說，UIColor的getRed(_:green:blue:alpha:) 方法，使用4個CGFloat* 指標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數中。

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** 引數來儲存異常資訊。比如說，我們可以通過 NSFileManager 類的contentsOfDirectoryAtPath(_:error:) 方法，羅列出指定目錄中的資訊，一旦出現疑似異常資訊，就將其儲存在 NSError? 型別的變數中。

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，變數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標之前，該指標是否確實在記憶體有指向的地址。

在C語言中，指標與陣列是水乳x融，糾纏不清的。那麼為了在 Swift 中能無縫的使用C語言中基於陣列的一些API，Swift 允許將 Array 作為指標引數。一個不可變陣列的值可以作為一個 const 指標引數直接傳遞，可變陣列可以使用 & 作為一個非 const 指標引數進行傳遞，就 inout 引數一樣。比如，我們使用Accelerate 框架中的. vDSP_vadd 函式對陣列 a 和陣列 b 進行相加，將結果寫入result 陣列：

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]

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

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)

}

Swift一直在努力讓我們可以方便的、無縫的使用C語言中的指標，因為在Cocoa中已經使用的非常普遍了。雖然Swift是一個型別安全的語言，對指標引數的轉換的安全性也有保障，但是相比Swift原生的其他程式碼來說，還是存在著一定的不安全性。所以我們在使用時要格外小心。比如說：

1.如果呼叫者在指標返回之後儲存了指標指向的物件，那麼再去使用這個物件時是不安全的。這些被轉換的指標引數只能在呼叫過程中或者傳送訊息過程中保證其有效性。即時你使用相同的變數、陣列或者字串作為多指標引數進行傳遞，你每次接收到的指標都是不同的。除非是全域性或者靜態變數。你可以安全的使用全域性或靜態變數的指標的引數，比如KVO上下文引數。

2.當將陣列或字串作為指標引數傳遞時，Swift不會檢查其邊界值。在C語言中，陣列和字串的大小是不能增長的，所以當你將陣列或字串作為指標引數傳遞時，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標的API不在這篇指導內，或者你需要重寫接收指標引數的Cocoa方法，那麼你可以直接使用Swift原始記憶體中的不安全的指標。我們會在以後的文章中介紹更多Swift的特性。