使用 ruby​​ FFI 在 ruby​​ 中创建静态数组类

Question

我想在 ruby​​ 中实现我自己的静态数组类。它将是一个具有固定容量的数组，并且数组中的所有元素都是单一类型。为了直接访问内存，我使用了 FFI gem https://github.com/ffi/ffi它可以创建您自己的 C 函数并在您的 ruby​​ 程序中使用它们。我创建了一个非常简单的 C 函数，它为整数数组分配内存并返回指向内存空间的指针:

int * create_static_array(int size) {
  int *arr = malloc(size * sizeof(int));
  return arr;
}

这是我使用 create_static_array 的 ruby​​ static_array 类:

require 'ffi'
class StaticArray
  attr_accessor :pointer, :capacity, :next_index
  extend FFI::Library

  ffi_lib './create_array/create_array.so'
  attach_function :create_static_array, [:int], :pointer

  def initialize(capacity)
    @capacity = capacity
    @pointer = create_static_array(capacity)
    @next_index = 0
  end
 # adds value to the next_index in array
  def push(val)
    @pointer[@next_index].write(:int, val)
    @next_index += 1
  end
 # reads value at index
  def [](index)
    raise IndexOutOfBoundException if index >= @capacity
    self.pointer[index].read(:int)
  end
 # print every value in index
  def print
    i = 0
    while (i <   @capacity)
      puts @pointer[i].read(:int)
      i += 1
    end
  end
end

我添加了几个方法来与我的数组交互、推送元素、读取索引处的元素...然而，我的 static_array 实例并没有完全按预期工作......

假设我写:

// creates a static array in memory which can store 4 ints
arr = StaticArray.new(4)

现在让我们在 arr 中压入一个 int :

arr.push(20)

arr.print 会输出

20
0
0
0

这是有道理的。现在让我们将另一个 int 插入 arr :

arr.push(16)

和 arr.print 再次:

4116
16
0
0

20 已被 4116 取代......我真的不明白这里发生了什么？

Here's the link to the FFIPointer class doc if that helps https://www.rubydoc.info/github/ffi/ffi/FFI/Pointer

Answer 1

FFI 接口(interface)不知道你的指针的类型，所以它只是把它当作一个字节数组(参见指针类型的初始化)。请注意，虽然您确实传递了 :int，但这是针对特定的 write 和 read，而不是您进行索引的地方。因此，您在字节偏移量 0、1、2、3 处写入和打印，而不是在 0、4、8、12 处的整数元素。

在小端系统上，对于 32 位、4 字节的 int，20 的二进制值是 14 00 00 00，16 是 10 00 00 00。

所以你分配了 4*4 个字节，所以 32 个字节，前 8 个是。

00 00 00 00 00 00 00 00

然后在偏移量 0 处写入 20

14 00 00 00 00 00 00 00

然后在偏移量1处写入16

14 10 00 00 00 00 00 00

14 10 00 00 是 0x00001014 或 4116，然后在您打印的下一个偏移处是 10 00 00 00，即 16 .