在 Swift 中转换为不同的 C 结构不安全指针答案

【问题标题】：Cast to different C struct unsafe pointer in Swift在 Swift 中转换为不同的 C 结构不安全指针
【发布时间】：2017-01-04 04:53:02
【问题描述】：

我想从 Swift 调用 Posix 套接字函数 socket 和 bind。 socket 非常简单——它需要Int32s，但bind 会导致问题，因为我有一个sockaddr_in 指针，但它需要一个sockaddr 指针。在 C 中，这将是一个演员表，例如：

bind(sock, (struct sockaddr *)&sockAddress, sizeof(sockAddress))

这是 Swift 中的一个尝试：

let sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)
var sockAddress = sockaddr_in()        
bind(sock, &sockAddress, UInt32(MemoryLayout<sockaddr_in>.size))

bind 行编译失败：无法将“sockaddr_in”类型的值转换为预期的参数类型“sockaddr”

如何转换指针？

【问题讨论】：

标签： swift swift3 unsafe-pointers

【解决方案1】：

你可以这样写：

withUnsafePointer(to: &sockAddress) {sockaddrInPtr in
    sockaddrInPtr.withMemoryRebound(to: sockaddr.self, capacity: 1) {sockaddrPtr in
        bind(sock, sockaddrPtr, UInt32(MemoryLayout<sockaddr_in>.stride))
    }
}

或者有人建议这可能会更好：

withUnsafePointer(to: &sockAddress) {sockaddrInPtr in
    let sockaddrPtr = UnsafeRawPointer(sockaddrInPtr).assumingMemoryBound(to: sockaddr.self)
    bind(sock, sockaddrPtr, UInt32(MemoryLayout<sockaddr_in>.stride))
}

This article 可能会有所帮助。

（更新）如the link shown by Martin R 中所述，现在MemoryLayout<T>.stride 和MemoryLayout<T>.size 返回与C 的sizeof 一致的相同值，其中T 是导入的C 结构。我会在这里保留我的stride 版本的答案，但现在在这种情况下这不是“必需”的。

【讨论】：

哎呀，没有看到你的答案:)
This article 建议 UnsafeRawPointer 在某些情况下有效。但我不确定在这种情况下哪个更好。欢迎任何进一步的信息。
根据lists.swift.org/pipermail/swift-users/Week-of-Mon-20160815/…的说法，两者都是正确的，据我了解，稍微偏爱“withMemoryRebound”。
@MartinR，谢谢。我无法确定，稍微看了一眼这篇文章。我会花更多时间再读一遍。
这里stackoverflow.com/a/33177600/1187415 是“大小”不起作用的情况，只有“步幅”。它是低级...

【解决方案2】：

在 Swift 3 中，您必须“重新绑定”指针（比较SE-0107 UnsafeRawPointer API）：

let sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)
var sockAddress = sockaddr_in()

let result = withUnsafePointer(to: &sockAddress) {
    $0.withMemoryRebound(to: sockaddr.self, capacity: 1) {
        bind(sock, $0, socklen_t(MemoryLayout<sockaddr_in>.stride))
    }
}

备注：

不需要let sock: Int32和var sockAddress: sockaddr_in中的类型注解。
memset() 不是必需的，因为 sockaddr_in() 初始化所有结构成员为零。
~~C sizeof 的 Swift 等价物是 stride（其中包括可能的结构填充），而不是size（不包括 struct padding）。~~（这个“问题”不再存在。对于从 C 导入的结构，stride 和 size 具有相同的值。）

【讨论】：

如果您尝试使用sizeof，Xcode 建议将其替换为size。
@RobN: 然后为 Xcode 提交错误报告 :) 在 C 中，sizeof 是结构的大小，包括末尾可能的填充。在 Swift 中，stride 包括结构填充，而 size 不包括。
哈。 :) 好吧，我会让其他人这样做，因为我不知道这是错误的。我确实根据您的其他评论解决了这个问题，以消除噪音代码。谢谢！
@RobN：如果结构末尾没有填充，则没有区别。大步前进，您就安全了。这里stackoverflow.com/a/33177600/1187415 是一个（也许是异国情调的）使用 size 不起作用的案例。

【解决方案3】：

Swift 5 淘汰了withUnsafeBytes(UnsafePointer<sockaddr>)，所以下面是我对 Swift 5 所做的：

        var hostname = [CChar](repeating: 0, count: Int(NI_MAXHOST))
    return withUnsafeBytes { (p: UnsafeRawBufferPointer) -> String? in
        let addr = p.baseAddress?.assumingMemoryBound(to: sockaddr.self)
        guard getnameinfo(addr, socklen_t(self.count), &hostname, socklen_t(hostname.count), nil, 0, NI_NUMERICHOST) == 0 else {
            return nil
        }
        return String(cString: hostname)
    }

【讨论】：