C 指针和OC 对象之间的转换方法_C/C++

Core Foundation 框架

Core Foundation 框架 (CoreFoundation.framework) 是一组 C 语言接口，简称 CF.

它们为 iOS 应用程序提供基本数据管理和服务功能.

如 Core Graphics、Core Text，并且我们可能需要将 CF 对象和OC 对象进行相互转化，ARC 下，编译器不会自动管理 CF 对象的内存，我们需要手动管理.

创建一个 CF 对象使用后, 需要使用 CFRelease 将其手动释放, 换句话说, Core Foundation 对象类型不在 ARC 管理范畴内.

如何将 CF 和 OC 对象有效的结合起来, 在 ARC 环境下, 提供了桥接的技术, 即 ARC 下 OC 对象和 Core Foundation 对象之间的桥梁.

ARC 桥接

ARC 下 C 指针与 OC 指针(对象)之间转换, 一般会用到下面的方法.

				?

									__bridge_retained <#CF type#>)<#expression#>

									__bridge_transfer <#Objective-C type#>)<#expression#>

									__bridge <#type#>)<#expression#>

也就是所谓的桥接, 它是 Object-C 在 ARC 环境下开发出来的一种用作转换 C 指针跟 OC (类)指针的一种转换技术, 所以是 ARC 下的称谓, 在 MRC 下没有桥接.

针对内存管理问题，ARC 可以管理 Objective-C 对象, 但不支持 Core Foundation 对象的管理，所以转换后要注意一个问题：谁来释放使用后的对象.

结合 ARC 和内存管理, 下面分别介绍一下.

Core Foundation 对象必须使用 CFRetain 和 CFRelease 来进行内存管理.

当使用 Objective-C 和 Core Foundation 对象相互转换的时候，必须让编译器知道，到底由谁来负责释放对象，是否交给 ARC 处理, 只有正确的处理，才能避免内存泄漏和 double free 导致程序崩溃.

__bridge_retained <#CF type#>)<#expression#>

__bridge_retained 等同于 CFBridgingRetain() .

将 Objective-C 对象转换为 Core Foundation 对象，把对象所有权桥接给 Core Foundation 对象，同时剥夺 ARC 的管理权，后续需要开发者使用 CFRelease 或者相关方法手动来释放 CF 对象.

示例:

				?

									void *cPointer;

									NSObject *objc = [[NSObject alloc] init];

									//将 OC 对象转换为 C 指针

									cPointer = (__bridge_retained void*)objc;

									//use cPointer ...

									//需要释放资源

									CFRelease(cPointer);

在 ARC 下, CFBridgingRetain 实现如下:

				?

									NS_INLINE CF_RETURNS_RETAINED CFTypeRef _Nullable CFBridgingRetain(id _Nullable X) {

									 return (__bridge_retained CFTypeRef)X;

									}

关于 CFTypeRef, 如下:

				?

									typedef const CF_BRIDGED_TYPE(id) void * CFTypeRef;

所以 CFBridgingRetain 返回值是 const void * 类型的.

上面的示例可以改写为:

				?

									const void *cPointer;

									const NSObject *objc = [[NSObject alloc] init];

									cPointer = CFBridgingRetain(objc);

									//use cPointer ...

									CFRelease(cPointer);

__bridge_transfer <#Objective-C type#>)<#expression#>

__bridge_transfer 等同于 CFBridgingRelease() .

将非 OC 对象转换为 OC 对象，同时将对象的管理权交给 ARC，开发者无需手动管理内存.

示例:

				?

									CFUUIDRef uuid = CFUUIDCreate(kCFAllocatorDefault);

									CFStringRef strUUID = CFUUIDCreateString(kCFAllocatorDefault, uuid);

									NSString *str = (__bridge_transfer NSString *)strUUID;

									//无需释放 strUUID

									//CFRelease(strUUID);

									CFRelease(uuid);

CFBridgingRelease 实现如下:

				?

									NS_INLINE id _Nullable CFBridgingRelease(CFTypeRef CF_CONSUMED _Nullable X) {

									 return (__bridge_transfer id)X;

									}

上面的示例可以改写为:

				?

									CFUUIDRef uuid = CFUUIDCreate(kCFAllocatorDefault);

									CFStringRef strUUID = CFUUIDCreateString(kCFAllocatorDefault, uuid);

									NSString *str = CFBridgingRelease(strUUID);

									//无需释放 strUUID

									//CFRelease(strUUID);

									CFRelease(uuid);

__bridge

__bridge 不改变对象所有权, 需要我们自己来管理内存, 它也是我们经常使用的方法, 从某种程度上来说, 它是上面两个方法的简化版本.

__bridge 可以将 OC 对象与 C 指针相互转换, 示例:

				?

									//CFString -> OC 对象

									CFStringRef cfString = CFStringCreateWithCString(kCFAllocatorDefault, "very", kCFStringEncodingUTF8);

									NSString *nsString = (__bridge NSString *)cfString;

									NSLog(@"CFString -> NSString: %@", nsString);

									CFRelease(cfString);

如果将 CFRelease(cfString) 注释掉, Xcode 的静态检测器会告诉你有内存泄露的情况, 如图:

C 指针和OC 对象之间的转换方法

再来另外一个例子, 如下:

				?

									//OC 对象 -> CFString

									NSString *nstr = @"itman";

									CFStringRef cfStringRef = (__bridge CFStringRef)nstr;

									NSLog(@"NSString -> CFString: %@", cfStringRef);

									CFRelease(cfStringRef);

无论是使用 CFRelease(cfStringRef) , 还是注释掉, 静态检测器都不会报错. 说明这种情况下, 当前的内存管理已经被 OC 对象管理.

野指针

运行下面的示例:

				?

									void *p;

									{

									 NSObject *objc = [[NSObject alloc] init];

									 p = (__bridge void*)objc;

									}

									NSLog(@"mark: %@", (__bridge NSObject*)p);

会直接 crash, 如图:

C 指针和OC 对象之间的转换方法

当 objc 这个对象超出作用域范围，其内存就会被回收，接着在作用域范围外用 void *p 去访问 objc 的内存，就造成了野指针.

结合上面所说的, 我们可以让指针 p 对 objc 进行引用即 retain 操作, 修改如下:

				?

									void *p;

									{

									 NSObject *objc = [[NSObject alloc] init];

									 //p = (__bridge void*)objc;

									 p = (__bridge_retained void*)objc;

									}

									NSLog(@"mark: %@", (__bridge NSObject*)p); 

									// 一定要释放

									CFRelease(p);

可以正常的运行. 还可以修改为另一种方式:

				?

									void *p;

									{

									 NSObject *objc = [[NSObject alloc] init];

									 //p = (__bridge void*)objc;

									 //p = (__bridge_retained void*)objc;

									 p = (void *)CFBridgingRetain(objc);

									}

									NSLog(@"mark: %@", (__bridge NSObject*)p);

									// 一定要释放

									CFRelease(p);