# Swift與C語言指針友好合作
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> 翻譯:[老碼團隊翻譯組-Relly](http://weibo.com/penguinliong/)
> 校對:[老碼團隊翻譯組-Tyrion](http://weibo.com/u/5241713117)
本頁包含內容:
[TOC=3,4]
Objective-C和C的API常常會需要用到指針。Swift中的數據類型都原生支持基于指針的Cocoa API,不僅如此,Swift會自動處理部分最常用的將指針作為參數傳遞的情況。這篇文章中,我們將著眼于在Swift中讓C語言指針與變量、數組和字符串共同工作。
####用以輸入/輸出的參數指針
C和Objective-C并不支持多返回值,所以Cocoa API中常常將指針作為一種在方法間傳遞額外數據的方式。Swift允許指針被當作`inout`參數使用,所以你可以用符號`&`將對一個變量的引用作為指針參數傳遞。舉例來說:`UIColor`中的`getRed(_:green:blue:alpha:)`方法需要四個`CGFloat*`指針來接收顏色的組成信息,我們使用`&`來將這些組成信息捕獲為本地變量:
```swift
var r: CGFloat = 0, g: CGFloat = 0, b: CGFloat = 0, a: CGFloat = 0
color.getRed(&r, green: &g, blue: &b, alpha: &a)
```
另一種常見的情況是Cocoa中`NSError`的習慣用法。許多方法會使用一個`NSError**`參數來儲存可能的錯誤的信息。舉例來說:我們用`NSFileManager`的`contentOfDirectoryAtPath(_:error:)`方法來將目錄下的內容列表,并將潛在的錯誤指向一個`NSError?`變量:
```swift
var maybeError: NSError?
if let contents = NSFileManager.defaultManager()
.contentsOfDirectoryAtPath("/usr/bin", error: &maybeError) {
// Work with the directory contents
} else if let error = maybeError {
// Handle the error
}
```
為了安全性,Swift要求被使用`&`傳遞的變量已經初始化。因為無法確定這個方法會不會在寫入數據前嘗試從指針中讀取數據。
####作為數組使用的參數指針
在C語言中,數組和指針的聯系十分緊密,而Swift允許數組能夠作為指針使用,從而與基于數組的C語言API協同工作更加簡單。一個固定的數組可以使用一個常量指針直接傳遞,一個變化的數組可以用`&`運算符將一個非常量指針傳遞。就和輸入/輸出參數指針一樣。舉例來說:我們可以用Accelerate框架中的`vDSP_vadd`方法讓兩個數組`a`和`b`相加,并將結果寫入第三個數組`result`。
```swift
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]
```
#用作字符串參數的指針
C語言中用`cont char*`指針來作為傳遞字符串的基本方式。Swift中的`String`可以被當作一個無限長度UTF-8編碼的`const char*`指針來傳遞給方法。舉例來說:我們可以直接傳遞一個字符串給一個標準C和POSIX庫方法
```swift
puts("Hello from libc")
let fd = open("/tmp/scratch.txt", O_WRONLY|O_CREAT, 0o666)
if fd < 0 {
perror("could not open /tmp/scratch.txt")
} else {
let text = "Hello World"
write(fd, text, strlen(text))
close(fd)
}
```
#指針參數轉換的安全性
Swift很努力地使與C語言指針的交互更加便利,因為它們廣泛地存在于Cocoa之中,同時保持一定的安全性。然而,相比你的其他Swift代碼與C語言的指針交互具有潛在的不安全性,所以務必要小心使用。其中特別要注意:
- 如果被調用者為了在其返回值之后再次使用而保存了C指針的數據,那么這些轉換使用起來并不安全。轉換后的指針僅在調用期間保證有效。甚至你將同樣的變量、數組或字符串作為多指針參數再次傳遞,你每次都會收到一個不同的指針。這個異常將全局或靜態地儲存為變量。你可以安全地將這段地址當作永久唯一的指針使用。例如:作為一個KVO上下文參數使用的時候。
- 當指針類型為`Array`或`String`時,溢出檢查不是強制進行的。 基于C語言的API無法增加數組和字符串大小,所以在你將其傳遞到基于C語言的API之前,你必須確保數組或字符的大小正確。
如果你需要使用基于指針的API時沒有遵守以上指導,或是你重寫了接受指針參數的Cocoa方法,于是你可以在Swift中直接用不安全的指針來使用未經處理的內存。在未來的文章中我們將著眼于更加高級的情況。
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