如何使用 UnsafeMutableRawPointer 填充数组？

Posted 2023-02-15

【中文标题】如何使用 UnsafeMutableRawPointer 填充数组？

【英文标题】：How to use UnsafeMutableRawPointer to fill an array?

【发布时间】：2017-05-25 06:39:08

【问题描述】：

我有一个金属纹理，我想通过将其设置为 float4 数组来从 Swift 访问它的数据（这样我就可以访问每个像素的 4 个颜色分量）。

我发现MTLTexture这个方法：

getBytes(UnsafeMutableRawPointer, bytesPerRow: Int, bytesPerImage: Int, from: MTLRegion, mipmapLevel: Int, slice: Int)

我完全不知道如何使用 UnsafeMutableRawPointer，它是如何工作的，以及如何将数据返回到一个简单的 Swift 数组中。

我的第一次尝试是创建一个指针并分配足够的空间，但我什至不知道我是否应该这样做：

var pointer = UnsafeMutableRawPointer.allocate(bytes: myTextureSizeInBytes, alignedTo: 0)  

然后我完全不知道如何将这些数据恢复到标准的 Swift 数组中......

谢谢。

【参考方案1】：

首先，假设您有一个UnsafeRawPointer 和一个长度：

let ptr: UnsafeRawPointer = ...
let length: Int = ...

现在您想将其转换为 [float4]。首先，您可以通过将UnsafeRawPointer 绑定到类型来将其转换为类型化指针：

let float4Ptr = ptr.bindMemory(to: float4.self, capacity: length)

现在您可以将其转换为类型化缓冲区指针：

let float4Buffer = UnsafeBufferPointer(start: float4Ptr, count: length)

而且由于缓冲区是一个集合，你可以用它来初始化一个数组：

let output = Array(float4Buffer)

有关使用UnsafeRawPointer 的更多信息，请参阅SE-0138、SE-0107 和UnsafeRawPointer Migration Guide。

【讨论】：

非常感谢您的回答！获得 UInt8 数组后，如何将其转换为所需的类型？例如，如果我想要一个 float4 数组，我应该怎么做？

对不起；我错过了[float4] 的请求。我会更新的。

一定要检查马丁的回答；对于您的特定用例，它可能会更好。

哪些（如果有）步骤会导致复制源数据？ Array 初始化器？

是的。从集合中初始化数组会复制集合。

【参考方案2】：

另一种选择是创建一个适当大小的数组 并将底层存储的地址传递给函数：

var pixelData = Array(repeating: float4(), count: myTextureSizeInFloat4)
pixelData.withUnsafeMutableBytes 
    texture.getBytes($0.baseAddress!, ...)

在闭包内部，$0 是 UnsafeMutableRawBufferPointer 将数组存储表示为字节的集合，以及 $0.baseAddress 是指向第一个字节的指针。

【讨论】：

同意对于所描述的用例，这是更好的解决方案。我没有关注如何调用getBytes。

感谢您的回答！为什么我们可以使用 UnsafeMutableRawBufferPointer 而 getBytes 除了 UnsafeMutableRawPointer ？

@TrevörAnneDenise: $0.baseAddress! 是UnsafeMutableRawPointer。

@MartinR 哦，好吧！谢谢 ！我现在正在尝试！ ?

@TrevörAnneDenise：缓冲区指针描述了整个缓冲区，它本质上是指向第一个元素和长度的指针。它也是一个集合，因此您可以例如迭代for byte in myBufferPointer ... 。

【参考方案3】：

详情

Xcode 11.2.1 (11B500)、Swift 5.1

解决方案

extension UnsafeMutableRawPointer 
    func toArray<T>(to type: T.Type, capacity count: Int) -> [T]
        let pointer = bindMemory(to: type, capacity: count)
        return Array(UnsafeBufferPointer(start: pointer, count: count))
    

用法

var array = [1,2,3,4,5]
let ponter = UnsafeMutableRawPointer(mutating: array)
print(ponter.toArray(to: Int.self, capacity: array.count))

【参考方案4】：

补充@VasilyBodnarchuk 的回答：

extension UnsafeMutableRawPointer 
    func toArray<T>(to type: T.Type, capacity count: Int) -> [T] 
        return Array(UnsafeBufferPointer(start: bindMemory(to: type, capacity: count), count: count))
    

【参考方案5】：

这是一个将文字 UInt8 数组转换为 UnsafeMutableRawPointer 并返回到 UInt32 数组的 Swift 4 示例

static func unsafePointerTest() 
    //let a : [UInt8] = [0,0,0,4,0,0,0,8,0,0,0,12]
    let a : [UInt8] = [0x04, 0x00, 0x00, 0x00,
                       0x08, 0x00, 0x00, 0x00,
                       0x0C, 0x00, 0x00, 0x00] //little endian
    //0xFF, 0xF0, 0xF0, 0x12]  //317780223 = 12F0F0FF
    let b:UnsafeMutableRawPointer = UnsafeMutableRawPointer(mutating:a)
    let bTypedPtr = b.bindMemory(to: UInt32.self, capacity: a.count/4)
    let UInt32Buffer = UnsafeBufferPointer(start: bTypedPtr, count: a.count/4)
    let output = Array(UInt32Buffer)
    print(output)