如何在Swift 3中使用UnsafeMutablePointer<T?>？

Question

我是Swift的新手，不太明白如何使用UnsafeMutablePointer<T?>。有人可以帮助我吗？

struct TestStruct {
    var a = 0
}

func foo(ptr: UnsafeMutablePointer<TestStruct?>?) {
    ptr?.pointee?.a = 123 // pointee is nil, but why?
}

func bar(ptr: TestStruct?) {
    print("hello: \(ptr?.a)") // hello: nil
}

var ref = UnsafeMutablePointer<TestStruct?>.allocate(capacity: 1)

foo(ptr: ref)
bar(ptr: ref.pointee)

ref.deallocate(capacity: 1)

我正在为TestStruct分配内存，但当我将ref传递给foo时，pointee指向 nil 。如果我使TestStruct (UnsafeMutablePointer<TestStruct>) 成为非可选项 - 一切都会很好 - bar打印 hello：123。 更新： 感谢@MartinR和@Hamish！工作代码：

struct TestStruct {
    var a = 0
}

func foo(ptr: UnsafeMutablePointer<TestStruct?>?) {
    ptr?.pointee?.a = 123
}

func bar(ptr: TestStruct?) {
    print("hello: \(ptr?.a)")
}

var ref = UnsafeMutablePointer<TestStruct?>.allocate(capacity: 1)

ref.initialize(to: TestStruct())

foo(ptr: ref)
bar(ptr: ref.pointee)


ref.deinitialize()
ref.deallocate(capacity: 1)

- 0xAT

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我已经运行了你的代码，并得到输出 hello: Optional(123)。 - Martin R

@MartinR Swift 3.0.2 和 OS X 10.12.3 - 0xAT

@Alexey 不要在游乐场测试它，它们非常容易出错和不可靠 - 总是在实际项目中测试代码。虽然话说回来，我也不指望你的代码能以可靠的方式运行。你从未初始化 ref 的 pointee，因此它可能会保存一些垃圾值，所以当你说 pointee?.a = ... 时就无法知道会发生什么。你需要先将 pointee 初始化为某个值。 - Hamish

@MartinR 我重新启动了Playground项目并得到了 hello: Optional(123)，但是当我在 bar(ptr: ref.pointee) 之后添加了 print("\(ref.pointee?.a)")，我又一次收到了一个nil... 这是正常的Playground行为吗？ - 0xAT

@Alexey：正如 Hamish 所说（当我正在写答案时），你的程序行为是未定义的。它可能工作，也可能不工作。你必须初始化内存。 - Martin R

Answer 1

你的程序行为未定义。 allocate() 返回未初始化的内存：

/// Allocates and points at uninitialized aligned memory for `count`
/// instances of `Pointee`.
///
/// - Postcondition: The pointee is allocated, but not initialized.
public static func allocate(capacity count: Int) -> UnsafeMutablePointer<Pointee>

在使用之前必须进行初始化（并在释放内存之前进行去初始化）：

let ref = UnsafeMutablePointer<TestStruct?>.allocate(capacity: 1)
ref.initialize(to: TestStruct())

foo(ptr: ref)
bar(ptr: ref.pointee)

ref.deinitialize()
ref.deallocate(capacity: 1)

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以下是一个例子，不初始化内存会导致崩溃：

class TestClass {
    init() { print("init") }
    deinit { print("deinit") }
}

let ptr = UnsafeMutablePointer<TestClass>.allocate(capacity: 1)
ptr.pointee = TestClass()

赋值语句期望ptr.pointee处于已初始化状态并指向一个TestClass实例。由于ARC（自动引用计数），在分配新值时，之前指向的对象将被释放。如果ptr.pointee未初始化，则会崩溃。

- Martin R