Swift - 使用UnsafePointer传递变量和传递变量地址的区别？

Question

最近我试图查看我的变量的地址，但我有这个问题。

var age: Int = 5

withUnsafePointer(to: age) {
    print($0) // 0x00007ffee3362750
    print($0.pointee) // 5
}

withUnsafePointer(to: &age) {
    print($0) // 0x000000010d226330
    print($0.pointee) // 5
}

为什么它显示不同的 memory 地址以及为什么它为pointee显示相同的值？

var strarr = [1, 2]

withUnsafePointer(to: strarr[0]) {
    print("\($0)") // 0x00007ffee3362750
    print("\($0.pointee)") // 1
}

withUnsafePointer(to: strarr[1]) {
    print("\($0)") // 0x00007ffee3362750
    print("\($0.pointee)") // 2
}

withUnsafePointer(to: &strarr[0]) {
    print("\($0)") // 0x0000600002755760
    print("\($0.pointee)") // 1
}

withUnsafePointer(to: &strarr[1]) {
    print("\($0)") // 0x0000600002755768
    print("\($0.pointee)") // 2
}

对于数组，为什么当我没有传递变量的地址时它为索引 1 和 2 显示相同的 memory 地址，为什么当我传递 memory 地址时它为索引 1 和 2 显示不同的 memory 地址？

感谢您的回答并期待了解这一点

Answer 1

您看到的不同之处在于您使用了withUnsafePointer的两个不同重载，我将按照您使用它们的相同顺序列出它们：

func withUnsafePointer<T, Result>(to value: T, _ body: (UnsafePointer<T>) throws -> Result) rethrows -> Result

， 和

func withUnsafePointer<T, Result>(to value: inout T, _ body: (UnsafePointer<T>) throws -> Result) rethrows -> Result

两者之间的区别在于用于value参数的inout限定符。

现在，让我们尝试了解幕后发生的事情。

首先， 0x00007ffee3362750看起来像一个堆栈指针，而0x000000010d226330看起来像一个堆指针。 堆栈地址从为程序分配的 memory 的顶部开始，并随着每次 function 调用而减少（并在 function 返回时增加）。

这表明withUnsafePointer的第一个重载从作为参数传递的变量创建了一个临时的可写变量。 这是必需的，因为UnsafePointer需要一个inout引用才能使用，并且常规参数是只读的。

这意味着withUnsafePointer的非 inout 重载的实现看起来像这样：

func withUnsafePointer<T, Result>(to value: T, _ body: (UnsafePointer<T>) throws -> Result) rethrows -> Result {
    var value = value // shadow the argument, create a readwrite location
    return try withUnsafePointer(&value, body)
}

因此，第一个调用需要分配一个中间位置 memory，这就是您看到两个不同地址的原因，这是因为地址没有指向相同的 memory 位置。 但是，由于两个 memory 位置都以相同的值开始，因此打印指向pointee会得到相同的 output。

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现在，让我们谈谈数组示例。 您看到的行为具有相同的原因：堆栈分配。 发生的事情是：

1. 程序开始执行，堆栈指针的值为 P（随机名称）
2. non-inout withUnsafePointer被调用，这是一个function的调用，栈是为function预留的； 堆栈指针是 P - N
3. withUnsafePointer创建临时可写变量，并执行
4. withUnsafePointer返回，并释放堆栈 memory，此时堆栈指针回到 P
5. 第二次调用 non-inout withUnsafePointer时，堆栈指针返回 P - N，但是由于两者之间没有其他 function 调用，因此为临时可写变量保留了相同的堆栈地址，因此UnsafePointer实例具有相同的地址

这里，即使UnsafePointer指向同一个地址，该地址的值也是不同的，对应于arr[0]和arr[1]的值。

对于 inout 调用， UnsafePointer指向数组缓冲区中项目的实际地址。

这也是您可以为非 inout 调用获取不同值的方式：

withUnsafePointer(to: strarr[0]) {
    print("\($0)")
    print("\($0.pointee)")
}

// this adds a nested function call, which also decreases the stack pointer
// resulting in the temporary location not being on the same stack address
func test() {
    withUnsafePointer(to: strarr[1]) {
        print("\($0)")
        print("\($0.pointee)")
    }
}
test()