swift內(nèi)存管理指針類型使用實例詳解
為什么說指針不安全
- 我們在創(chuàng)建一個對象的時候，是需要在堆上開辟內(nèi)存空間的 但是這個內(nèi)存空間的聲明周期是有限的 也就意味著如果使用指針指向這塊內(nèi)存空間，當這塊內(nèi)存空間的生命周期結束（引用計數(shù)為0），那么當前的指針就變成未定義的了
- 創(chuàng)建的內(nèi)存空間是有邊界的，通過指針訪問的內(nèi)存空間超過已開辟內(nèi)存空間的邊界，也就是訪問了一個未知的內(nèi)存空間
- 指針類型與內(nèi)存的值類型不一致，也不安全，這一點參考 swift指針&內(nèi)存管理-內(nèi)存綁定
指針類型
Swift中的指針分為兩類 typed pointer(指定指針數(shù)據(jù)類型) & raw pointer(原生指針-未指定指針數(shù)據(jù)類型)
如果需要開辟一段連續(xù)的內(nèi)存空間，就可以使用 unsafeBufferPointer, 當然了unsafeMutableBufferPointer 就是可變的
連續(xù)的原生內(nèi)存空間 unsafeRawBufferPointer / unsafeMutableRawBufferPointer , 這種指針需要結合 指針內(nèi)存綁定來使用
原始指針-rawPointer 的使用
如何使用 rawPointer 來存儲4個整型的數(shù)據(jù)
在存儲之前，先了解幾個概念
print("MemoryLayout<Int>.size = \(MemoryLayout<Int>.size)")
print("MemoryLayout<Int>.stride = \(MemoryLayout<Int>.stride)")
print("MemoryLayout<Int>.alignment = \(MemoryLayout<Int>.alignment)")
print("MemoryLayout<Int32>.size = \(MemoryLayout<Int32>.size)")
print("MemoryLayout<Int32>.stride = \(MemoryLayout<Int32>.stride)")
print("MemoryLayout<Int32>.alignment = \(MemoryLayout<Int32>.alignment)")
print("MemoryLayout<Int16>.size = \(MemoryLayout<Int16>.size)")
print("MemoryLayout<Int16>.stride = \(MemoryLayout<Int16>.stride)")
print("MemoryLayout<Int16>.alignment = \(MemoryLayout<Int16>.alignment)")
結果：
MemoryLayout.size = 8
MemoryLayout.stride = 8
MemoryLayout.alignment = 8
MemoryLayout.size = 4
MemoryLayout.stride = 4
MemoryLayout.alignment = 4
MemoryLayout.size = 2
MemoryLayout.stride = 2
MemoryLayout.alignment = 2
MemoryLayout 是用來測定內(nèi)存的
stride是步長，也就是一段連續(xù)內(nèi)存空間 指定類型指針的偏移最小單位
alignment是對齊字節(jié)，一段連續(xù)內(nèi)存空間，指令讀取內(nèi)存數(shù)據(jù)，都是標準化操作，不會出現(xiàn)第一個整型讀了8字節(jié)，下一個整型讀了4字節(jié)這樣
然后我們進行 4個整型的數(shù)據(jù)的存儲
首先開辟一塊內(nèi)存空間
UnsafeMutableRawPointer.allocate(byteCount: Int, alignment: Int)
byteCount: 開辟內(nèi)存空間的總的字節(jié)大小
alignment: 連續(xù)內(nèi)存空間中 每一個整型數(shù)據(jù)的對齊大小
然后存儲 - UnsafeMutableRawPointer - storeBytes(of: T, as: T.Type)
of - 存儲的數(shù)據(jù)
as - 存儲的數(shù)據(jù)的類型
let mP = UnsafeMutableRawPointer.allocate(
byteCount: 4 * MemoryLayout<Int>.size,
alignment: MemoryLayout<Int>.stride)
for i in 0..<4 {
mP.storeBytes(of: i, as: Int.self)
}
// 取出
for i in 0..<4 {
let mV = mP.load(as: Int.self)
let mV = mP.load(fromByteOffset: i * MemoryLayout<Int>.stride, as: Int.self)
print("mV ===> \(mV)")
}
結果
mV ===> 3
mV ===> 3
mV ===> 3
mV ===> 3
為什么不是 0， 1， 2， 3
這是因為 mP 指向 UnsafeMutableRawPointer.allocate 開辟出來的一段連續(xù)內(nèi)存空間首地址
mP.load(as: Int.self) 循環(huán)里每次取的都是 從首地址處取出 數(shù)據(jù)，所以總是一樣的3
調整之后
let mP = UnsafeMutableRawPointer.allocate(
byteCount: 4 * MemoryLayout<Int>.size,
alignment: MemoryLayout<Int>.stride)
for i in 0..<4 {
mP.storeBytes(of: i, as: Int.self)
}
// 取出
for i in 0..<4 {
let mV = mP.load(fromByteOffset: i * MemoryLayout<Int>.stride, as: Int.self)
print("mV ===> \(mV)")
}
結果
mV ===> 3
mV ===> 0
mV ===> 16
mV ===> 0
這又是為何
因為 mP.storeBytes(of: i, as: Int.self) 每次也只是往 mP指向的連續(xù)內(nèi)存空間的首地址里存儲，所以最后存儲的 3會覆蓋前面的幾次寫值
let mP = UnsafeMutableRawPointer.allocate(
byteCount: 4 * MemoryLayout<Int>.size,
alignment: MemoryLayout<Int>.stride)
for i in 0..<4 {
// 正解
mP.advanced(by: i * MemoryLayout<Int>.stride).storeBytes(of: i, as: Int.self)
}
// 取出
for i in 0..<4 {
let mV = mP.load(fromByteOffset: i * MemoryLayout<Int>.stride, as: Int.self)
print("mV ===> \(mV)")
}
結果
mV ===> 0
mV ===> 1
mV ===> 2
mV ===> 3
也可以直接 計算具體指針位置進行寫值，前提是必須知道指針的類型才可以
for i in 0..<4 {
(mP + i * MemoryLayout<Int>.stride).storeBytes(of: i, as: Int.self)
}
size/stride/alignment的理解
情況一
struct IFLObject1 {
var age: Int
var gender: Bool
}
print("MemoryLayout<IFLObject1>.size = \(MemoryLayout<IFLObject1>.size)")
print("MemoryLayout<IFLObject1>.stride = \(MemoryLayout<IFLObject1>.stride)")
print("MemoryLayout<IFLObject1>.alignment = \(MemoryLayout<IFLObject1>.alignment)")
結果
MemoryLayout.size = 9
MemoryLayout.stride = 16
MemoryLayout.alignment = 8
情況二
class IFLobject2 {
var age: Int = 0
var gender: Bool = true
var heigh: Double = 170
var heigh2: Double = 170
var heigh3: Double = 170
var heigh4: Double = 170
}
print("MemoryLayout<IFLobject2>.size = \(MemoryLayout<IFLObject2>.size)")
print("MemoryLayout<IFLobject2>.stride = \(MemoryLayout<IFLObject2>.stride)")
print("MemoryLayout<IFLobject2>.alignment = \(MemoryLayout<IFLObject2>.alignment)")
結果
MemoryLayout.size = 8
MemoryLayout.stride = 8
MemoryLayout.alignment = 8
與結構體不同的是，struct屬于值類型，棧上開辟空間，class 堆上開辟內(nèi)存空間，指針大小為8字節(jié)， 所以8字節(jié)對齊，步長也是8字節(jié)
泛型指針的使用
泛型指針相比原生指針來說，就是當前指針綁定到了具體的類型
泛型指針訪問過程中，并不是使用store load 方法進行存儲 取值操作，而是使用到泛型指針內(nèi)置的變量pointee
var age = 10
var age1 = withUnsafePointer(to: &age) {
$0.pointee + 1
}
print("age1 = \(age1)")
結果
age1 = 11
另一種情況
var age = 10
withUnsafePointer(to: &age) {
$0.pointee += 1
}
這種情況下 指針 0是不可變的，同時0 是不可變的，同時0是不可變的，同時0指向的內(nèi)容 $0.pointee也是不可變的, 如果要操作，調整如下
var age = 10
withUnsafeMutablePointer(to: &age) {
$0.pointee += 1
}
print("age = \(age)")
結果
age = 11
還有一種方式直接分配內(nèi)存
var age = 10 let tPtr = UnsafeMutablePointer<Int>.allocate(capacity: 1) tPtr.initialize(to: age) print(tPtr.pointee)
結果
10
struct IFLObjStruct {
var age: Int
var height: Double
}
var tPtr = UnsafeMutablePointer<IFLObjStruct>.allocate(capacity: 5)
tPtr[0] = IFLObjStruct(age: 19, height: 170.0)
tPtr[1] = IFLObjStruct(age: 20, height: 171.0)
tPtr[2] = IFLObjStruct(age: 21, height: 172.0)
tPtr[3] = IFLObjStruct(age: 22, height: 173.0)
tPtr[4] = IFLObjStruct(age: 23, height: 174.0)
print(tPtr[4])
結果
IFLObjStruct(age: 23, height: 174.0)
還可以
struct IFLObjStruct {
var age: Int
var height: Double
}
var tPtr = UnsafeMutablePointer<IFLObjStruct>.allocate(capacity: 5)
tPtr[0] = IFLObjStruct(age: 19, height: 170.0)
tPtr[1] = IFLObjStruct(age: 20, height: 171.0)
tPtr[2] = IFLObjStruct(age: 21, height: 172.0)
tPtr[3] = IFLObjStruct(age: 22, height: 173.0)
tPtr[4] = IFLObjStruct(age: 23, height: 174.0)
tPtr.deinitialize(count: 5)
// 回收內(nèi)存空間
tPtr.deallocate()
tPtr = UnsafeMutablePointer<IFLObjStruct>.allocate(capacity: 5)
for i in 0..<5 {
tPtr.advanced(by: i).initialize(to: IFLObjStruct(age: 19 + i * 5, height: 170.0 + Double(i * 5)))
}
for i in 0..<5 {
print(tPtr.advanced(by: i).pointee)
}
結果
IFLObjStruct(age: 19, height: 170.0)
IFLObjStruct(age: 24, height: 175.0)
IFLObjStruct(age: 29, height: 180.0)
IFLObjStruct(age: 34, height: 185.0)
IFLObjStruct(age: 39, height: 190.0)
注意：
tPtr.advanced by 參數(shù) 含義是 只需要標明移動多少個指針內(nèi)存單位， 并不需要計算具體移動的內(nèi)存塊字節(jié)大小，
因為 泛型指針已經(jīng) 指明了當前內(nèi)存 綁定的具體類型， 與原生指針 adviced by 參數(shù)有所區(qū)別
一般情況下，我們會在 defer 中,也就是當前程序運行完成之后, 執(zhí)行 deinitialize 與 deallocate
以上就是swift內(nèi)存管理指針類型使用實例詳解的詳細內(nèi)容，更多關于swift內(nèi)存管理指針類型的資料請關注腳本之家其它相關文章！
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