Mojo 不安全指针 详解

该UnsafePointer类型创建对内存中某个位置的间接引用。您可以使用UnsafePointer来动态分配和释放内存，或指向由其他代码分配的内存。您可以使用这些指针编写与低级接口交互的代码，与其他编程语言交互，或构建某些类型的数据结构。但顾名思义，它们本质上是不安全的。例如，当使用不安全指针时，您有责任确保正确分配和释放内存。

除了不安全指针之外，Mojo 还支持安全 Reference类型。

什么是指针？

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UnsafePointer是一种保存内存地址的类型。您可以在该内存中存储和检索值。UnsafePointer类型是泛型的，它可以指向任何类型的值，值的类型作为参数指定。指针所指向的值有时称为指针。

from memory.unsafe_pointer import UnsafePointer, initialize_pointee_copy, initialize_pointee_move# Allocate memory to hold a value 分配内存以保存值
var ptr = UnsafePointer[Int].alloc(1)
# Initialize the allocated memory 初始化分配的内存
initialize_pointee_copy(ptr, 100)

图1所示。指针和指针数据

访问内存(检索或更新值)称为对指针进行解引用。你可以通过在变量名后面加一对空方括号来解引用指针:

# Update an initialized value
ptr[] += 10
# Access an initialized value
print(ptr[])

输出：

110

指针的生命周期

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在任何给定时间，指针可以处于以下几种状态之一：

• 未初始化。与任何变量一样，类型的变量UnsafePointer可以声明但未初始化。

var ptr: UnsafePointer[Int]

• 空。空指针的地址为 0，表示无效指针。

ptr = UnsafePointer[Int]()

• 指向已分配的、未初始化的内存。此alloc()静态方法返回一个指向新分配的内存块的指针，该内存块具有指定数量的指针类型元素的空间。

ptr = UnsafePointer[Int].alloc(1)

尝试取消引用指向未初始化内存的指针会导致未定义的行为。

• 指向已初始化的内存。您可以通过将现有值移动或复制到内存中来初始化已分配的未初始化指针。或者，您可以使用address_of()静态方法获取指向现有值的指针。

initialize_pointee_copy(ptr, value)
# or
initalize_pointee_move(ptr, value^)
# or 
ptr = UnsafePointer[Int].address_of(value)

一旦初始化该值，您就可以使用取消引用语法读取或改变它：

oldValue = ptr[]
ptr[] = newValue

• 悬空。释放指针分配的内存后，将剩下一个 悬空指针。地址仍指向其先前的位置，但内存不再分配给此指针。尝试取消引用指针或调用任何访问内存位置的方法都会导致未定义的行为。

ptr.free()

下图展示了的生命周期UnsafePointer：

图 2 .UnsafePointer

分配内存

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使用静态alloc()方法分配内存。该方法返回指向所请求内存的新指针。您可以为指向对象的一个​​或多个类型值分配空间。

ptr = UnsafePointer[Int].alloc(10