objective-c - 具有 Swift 结构的 C API - 作为 inout 参数的不可变值

Question

我正在从事一个 Swift 3 项目，该项目涉及使用我从 Objective-C 桥接的一些 C API。

这是 API 结构的示例片段:

typedef struct
{
    StructMode     mode;
    StructLevel    level;
} TargetStruct;

typedef struct
{
    . . . 
    TargetStruct        *targetStruct;
    OtherStruct         *otherStruct;
    NonPointerStructA   nonPointerStructA;
    NonPointerStructB   nonPointerStructB;
    . . .
} InnerStruct;

typedef struct
{
    InnerStruct     innerStruct;
    OtherStructB    otherStructB;
} OuterStruct;

在我的 Swift 代码中，我的目标是从 OuterStruct 设置 TargetStruct 的值，如下所示:

// run function that returns an instance of TargetStruct
var targetStruct: TargetStruct = initializeTargetStruct()

// assign targetStruct to outerStruct
outerStruct.innerStruct.targetStruct = &targetStruct

但是，我收到以下错误:

Cannot pass immutable value of TargetStruct as inout argument

如果我设置一个没有 * 的结构值，它会正常工作:

var nonPointerStructA: NonPointerStructA = initializeNonPointerStructA()
outerStruct.innerStruct.nonPointerStructA = nonPointerStructA

我试过像这样设置 targetStruct 的值，但目前我无法测试它:

var targetStruct: TargetStruct = initializeTargetStruct()
outerStruct.innerStruct.targetStruct.initialize(from: &targetStruct, count: 0)

如何解决这个问题？谢谢。

Answer 1

在 Swift 中，前缀 & 不是 address-of 运算符。只需要澄清一些表达式被传递给 inout 参数。因此，您的第一个代码在 Swift 中在语法上是无效的。

你的 C 结构被导入 Swift 如下:

struct TargetStruct {
    var mode: StructMode
    var level: StructLevel

    //some auto generated initializers...
}

struct InnerStruct {
    //...
    var targetStruct: UnsafeMutablePointer<TargetStruct>!
    var otherStruct: UnsafeMutablePointer<OtherStruct>!
    var nonPointerStructA: NonPointerStructA
    var nonPointerStructB: NonPointerStructB

    //some auto generated initializers...
}

struct OuterStruct {
    var innerStruct: InnerStruct
    var otherStructB: OtherStructB

    //some auto generated initializers...
}

(如果有不对的地方，请告诉我。)

如您所见，InnerStruct 中的targetStruct 是一个指针，initialize(from:count:) 尝试写入指向的指针region，但是在你调用 initialize(from:count:) 时，targetStruct 保持它的初始值 nil，你知道解引用时会发生什么空指针。

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一种方法是为TargetStruct 分配内存并使用指向分配区域的指针。

func allocateAndInitializeTargetStruct() -> UnsafeMutablePointer<TargetStruct> {
    let targetStructRef = UnsafeMutablePointer<TargetStruct>.allocate(capacity: 1)
    targetStructRef.initialize(to: initializeTargetStruct())
    return targetStructRef
}

outerStruct.innerStruct.targetStruct = allocateAndInitializeTargetStruct()

这是一种比下面更通用的方法，但是您需要显式地取消初始化 和取消分配 分配的区域。这有点难以管理。

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如果您可以将 outerStruct 的使用限制在单个代码块中，您可以这样写:

var targetStruct = initializeTargetStruct()
withUnsafeMutablePointer(to: &targetStruct) {targetStructPtr in
    outerStruct.innerStruct.targetStruct = targetStructPtr

    //Use `outerStruct` only inside this code-block
    //...
}

在这种情况下，outerStruct.innerStruct.targetStruct (== targetStructPtr) 中保存的指针仅在闭包内部有效，不能在闭包外部使用。

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如果上述任何代码不适合您的用例，您可能需要提供更多上下文以找到最佳解决方案。

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嵌套使用 withUnsafeMutablePointer(to:_:) 的示例:

var targetStruct = initializeTargetStruct()
var otherStruct = initializeOtherStruct()
withUnsafeMutablePointer(to: &targetStruct) {targetStructPtr in
    withUnsafeMutablePointer(to: &otherStruct) {otherStructPtr in
        outerStruct.innerStruct.targetStruct = targetStructPtr
        outerStruct.innerStruct.otherStruct = otherStructPtr

        //Use `outerStruct` only inside this code-block
        //...
    }
}

当你需要设置更多的指针时，这种嵌套会很困惑，但这是 Swift 目前的局限性。

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deinitialize 和deallocate 的例子:

extension InnerStruct {
    func freeMemberStructs() {
        if let targetStructRef = targetStruct {
            targetStructRef.deinitialize()
            targetStructRef.deallocate(capacity: 1)
            targetStruct = nil
        }
        if let otherStructRef = otherStruct {
            otherStructRef.deinitialize()
            otherStructRef.deallocate(capacity: 1)
            otherStruct = nil
        }
    }
}

outerStruct.innerStruct.targetStruct = allocateAndInitializeTargetStruct()
outerStruct.innerStruct.otherStruct = allocateAndInitializeOtherStruct()

// Use `outerStruct`
//...

outerStruct.innerStruct.freeMemberStructs()

代码似乎并不太复杂(只是一堆样板代码)，但很难找到何时何地执行此操作。由于您的 InnerStruct 可能嵌入到另一个可能需要 deinitilized 和 deallocated...

的结构中

希望您能找到最佳解决方案。