我可以在指针取消初始化后使用内存吗？

Question

指针去初始化后可以使用内存吗？

例如

let q = UnsafeMutablePointer<Float>.allocate(capacity: 1)
q.pointee = 123.125
let bq = UnsafeRawBufferPointer(start: q.deinitialize(count: 1), count: 4) // (*)
for i in bq.reversed() {
    print(String(i, radix: 16), terminator: " ")
}

q.deallocate()
print()

这是我这个任务的核心解决方案：https://pl.spoj.com/problems/PP0504D/

任务中的问题很简单：编写一个函数，显示浮点值的机器字节表示。

float2bytes(123.125) prints 42 f6 40 0 但这不是问题的关键。

我对指针并不深入。我的疑问是：我可以在取消初始化后使用由另一个指针指向的内存（该内存未被释放）吗？取消初始化的真正含义是什么？

let p = UnsafeMutablePointer<Int>.allocate(capacity: 1)
p.initialize(to: 7)
print(p.pointee)
p.initialize(to: 9)
p.deinitialize(count: 1)
// something may crash the memory in this place?
print(p.pointee)
p.deallocate()

谁能告诉我deinicialize(count:)之后导致崩溃的代码？

Answer 1

虽然@RobNapier 的回答肯定是正确的，但您也可以使用Float 的bitPattern 属性访问其“原始位”：

let f: Float = 123.125
let bits = f.bitPattern

然后您可以将这些位分割成字节：

let bytesLittleEndian = stride(from: 0, to: UInt32.bitWidth, by: 8)
    .map { UInt8(truncatingIfNeeded: bits >> $0) }

let bytesBigEndian = stride(from: 0, to: UInt32.bitWidth, by: 8)
    .reversed()
    .map { UInt8(truncatingIfNeeded: bits >> $0) }

Answer 2

感谢 Rob Napier 的解释。当我还不知道指针时，我解决了这样的问题：

import Foundation

let k = Int(readLine()!)!

for _ in 1...k {
    let n = String(Float(readLine()!
    .trimmingCharacters(in: .whitespaces))!
    .bitPattern, radix: 16)
    let f = ((n + repeatElement("0", count: 8 - n.count))
        .reduce("") {
             "\($0)" + "\(($0.count + 1) % 3 == 0 ? "'" : "")" + "\($1)"
     } as String)
        .split(separator: "'")
    .map {
         $0 == "00" ? "0" : $0
     }
    .reduce("") {
         "\($0)\($1) "
    }
    print(f)
}

但现在我想知道如何为代码编写 UI 测试

//file
import Foundation

let k = Float(readLine()!)!
print(k)

Answer 3

指针未被取消初始化。内存是。当您调用q.deinitialize(count: 1) 时，您已取消初始化q 指向的内存。然后读取未初始化的内存是无效的。它几乎肯定会“工作”，因为这是一个普通类型（浮点数），但它是无效的。

内存的状态多于“已分配”和“已解除分配”。它还需要绑定和初始化。当您调用deinitialize 时，内存会重新进入未初始化状态（但仍处于绑定状态），但在读取之前必须重新初始化。

有关详细信息，请参阅 WWDC 2020 的 Safely manage pointers in Swift。

对于您描述的特定情况，您不需要内存管理。您可以直接向系统询问值的字节数：

let value: Float = 123.125

withUnsafeBytes(of: value) { q in
    for i in q.reversed() {
        print(String(i, radix: 16), terminator: " ")
    }
}

（我知道您可能还有其他问题正在解决。但这就是您将如何做您所描述的事情。）

对于您的第二个示例，您可能永远不会看到崩溃（因为 Float 是微不足道的）。但它的行为是不确定的。一旦您调用未定义的行为，您可能会对编译器允许应用的优化感到非常惊讶。例如，这可以不打印任何内容，或打印一些常量值。或者它可能会崩溃（可能不会，但它可能会）。或者它可以完美地工作，但仍然是错误的。