c - 将 Swift 字符串数组分配给采用 char ** 值的 C 结构变量

Question

我正在尝试与来自 Swift 的旧 C 终端应用程序/库进行交互。我已经成功地集成了源代码并将 header 从 C 桥接到 Swift。代码编译并运行，我可以将 C 库中的所有函数访问到 swift 中。

C 库中有一个结构，我需要初始化[函数已经存在，它接受指针] 并[手动] 为结构变量赋值。

C 结构:

Struct args{
char ** var1;
unsigned char * var2;
char * var3;
}

和初始化函数调用:

init(args * ptr);

如何在swift中调用函数并给var1和var2赋值？

1.下面的代码片段会成功初始化结构吗？

let Ptr = UnsafeMutablePointer<args>.allocate(capacity: 1)
var args = args()
Ptr.pointee = args
init(Ptr)

2.假设初始化成功，如何给var1,var2,var3赋值？

它们映射为:

var1: UnsafeMutablePointer<UnsafeMutablePointer<Int8>?>!
var2: UnsafeMutablePointer<Uint8>!
var3: UnsafeMutablePointer<Int8>!    

例如 var1 = {"a", "b"}，var2 = {1,2,3} 和 var3 = "a"

我测试了以下链接，但没有用:

How to pass an array of Swift strings to a C function taking a char ** parameter : 给出 'inout[UnsafeMutablePointer?] 来键入 UnsafeMutablePointer?>!'错误

Convert a Swift Array of String to a to a C string array pointer : 给出 'inout[UnsafeMutablePointer?] 来键入 UnsafeMutablePointer?>!'错误

No built-in support for arrays of C strings : 这个需要更多的努力，希望能得到更简单的版本

github - Swift wrappers for C functions taking char** arguments : 给出 'inout[UnsafeMutablePointer] 来键入 UnsafeMutablePointer?>!'错误

Answer 1

这是一个相当广泛的问题，所以这里有一些引用和观察以及一些例子。希望这些对您有所帮助。

请参阅 Apple 的 UnsafeMutablePointer 结构以及 String 和 NSString 文档:

https://developer.apple.com/documentation/swift/unsafemutablepointer

https://developer.apple.com/documentation/swift/string

https://developer.apple.com/documentation/foundation/nsstring

另一个有用的读物​​是 Apple 关于 C 和 Swift 互操作的文档:https://developer.apple.com/documentation/swift/imported_c_and_objective_c_apis

在这个答案中，我还遗漏了很多内存管理方面以及诸如跟踪 var1 和 var2 数组大小的内容，因为我不知道你们图书馆的具体情况。

关于初始化结构的片段，你不能使用类型名作为变量名，init 会混淆 Swift 编译器，因为它是为命名类初始化器保留的。让我们将变量命名为 myArgs 而不是 args 并假设 C 库初始化函数被命名为 initialize；如果它确实是init，那么可以很容易地编写一个不同名称的包装器。该代码段的另一个问题是 myArgs 在初始化后将保持不变，Ptr 实际上会被初始化，因此您必须使用 Ptr 来访问初始化的 args 结构。因此我们可以省略 Ptr 并使用隐式桥接将 myArgs 传递给初始化函数。片段变为

var myArgs = args()
initialize(&myArgs)

现在您可以按如下方式访问成员:

// Assuming var1 is an array of at least 2 C strings.
// See Swift documentation about optionals on how to deal with 
// cases when this assumption breaks down
let s1 = String(cString: myArgs.var1[0]!)  // 1st element of var1
let s2 = String(cString: myArgs.var1[1]!)  // 2nd element of var1
myArgs.var2.pointee                   // 1st element of var2
(myArgs.var2 + 1).pointee             // 2nd element of var2
let s = String(cString: myArgs.var3)  // value of var3

现在让我们将 var1 设置为 {"aa", "bbb"}:

            var var1Buffer = 
UnsafeMutablePointer<UnsafeMutablePointer<Int8>?>.allocate(capacity: 2)
            var var1a : NSString = "aa"
            var var1b : NSString = "bbb"
            var var1aBuffer = UnsafeMutablePointer<Int8>.allocate(
        capacity: var1a.length + 1)
            var var1bBuffer = UnsafeMutablePointer<Int8>.allocate(
        capacity: var1b.length + 1)
            if (var1a.getCString(var1aBuffer, maxLength: var1a.length + 1,
    encoding: String.Encoding.utf8.rawValue)
                && var1b.getCString(var1bBuffer, maxLength: var1b.length + 1,
    encoding: String.Encoding.utf8.rawValue)) {
                var1Buffer[0] = var1aBuffer
                var1Buffer[1] = var1bBuffer
                myArgs.var1 = var1Buffer
            } else { print("Encoding failed...")}

下面是一个将 var2 设置为 5 个元素等于 200 的数组的示例:

var var2Buffer = UnsafeMutablePointer<UInt8>.allocate(capacity: 5);
var2Buffer.initialize(repeating: 200, count: 5)
myArgs.var2 = var2Buffer

并设置 var3 的值:

let newVar3 : NSString = "This is new variable 3"
var var3Buffer = UnsafeMutablePointer<Int8>.allocate(capacity: newVar3.length + 1)
if (newVar3.getCString(var3Buffer, maxLength: newVar3.length + 1, encoding: String.Encoding.utf8.rawValue)) {
    myArgs.var3 = var3Buffer
} else { print("Encoding failed...") }

以上示例采用 UTF8 编码。