注意:该代码现已针对Swift 5(Xcode 10.2)更新。(可以在编辑历史记录中找到Swift 3和Swift 4.2版本。)现在,可能还可以正确处理未对齐的数据。
如何Data
从价值中创造
从Swift 4.2开始,可以使用
let value = 42.13
let data = withUnsafeBytes(of: value) { Data($0) }
print(data as NSData) // <713d0ad7 a3104540>
说明:
如何从中检索值 Data
从Swift 5开始,withUnsafeBytes(_:)
of会Data
使用UnsafeMutableRawBufferPointer
对字节的“未类型化”调用闭包。该load(fromByteOffset:as:)
方法从内存中读取值:
let data = Data([0x71, 0x3d, 0x0a, 0xd7, 0xa3, 0x10, 0x45, 0x40])
let value = data.withUnsafeBytes {
$0.load(as: Double.self)
}
print(value) // 42.13
这种方法有一个问题:它要求内存针对该类型进行属性对齐(此处:对齐8字节地址)。但这不能保证,例如,如果数据是作为另一个Data
值的切片获得的。
因此,将字节复制到以下值更安全:
let data = Data([0x71, 0x3d, 0x0a, 0xd7, 0xa3, 0x10, 0x45, 0x40])
var value = 0.0
let bytesCopied = withUnsafeMutableBytes(of: &value, { data.copyBytes(to: $0)} )
assert(bytesCopied == MemoryLayout.size(ofValue: value))
print(value) // 42.13
说明:
返回值copyBytes()
是复制的字节数。它等于目标缓冲区的大小,如果数据不包含足够的字节,则小于此大小。
通用解决方案#1
上面的转换现在可以很容易地实现为以下通用方法struct Data
:
extension Data {
init<T>(from value: T) {
self = Swift.withUnsafeBytes(of: value) { Data($0) }
}
func to<T>(type: T.Type) -> T? where T: ExpressibleByIntegerLiteral {
var value: T = 0
guard count >= MemoryLayout.size(ofValue: value) else { return nil }
_ = Swift.withUnsafeMutableBytes(of: &value, { copyBytes(to: $0)} )
return value
}
}
在T: ExpressibleByIntegerLiteral
此处添加了约束,以便我们可以轻松地将值初始化为“零” –这并不是真正的限制,因为无论如何该方法都可以与“特制”(整数和浮点)类型一起使用,请参见下文。
例:
let value = 42.13 // implicit Double
let data = Data(from: value)
print(data as NSData) // <713d0ad7 a3104540>
if let roundtrip = data.to(type: Double.self) {
print(roundtrip) // 42.13
} else {
print("not enough data")
}
同样,您可以在数组之间Data
来回转换:
extension Data {
init<T>(fromArray values: [T]) {
self = values.withUnsafeBytes { Data($0) }
}
func toArray<T>(type: T.Type) -> [T] where T: ExpressibleByIntegerLiteral {
var array = Array<T>(repeating: 0, count: self.count/MemoryLayout<T>.stride)
_ = array.withUnsafeMutableBytes { copyBytes(to: $0) }
return array
}
}
例:
let value: [Int16] = [1, Int16.max, Int16.min]
let data = Data(fromArray: value)
print(data as NSData) // <0100ff7f 0080>
let roundtrip = data.toArray(type: Int16.self)
print(roundtrip) // [1, 32767, -32768]
通用解决方案#2
上面的方法有一个缺点:它实际上仅适用于“平凡”类型,例如整数和浮点类型。“复杂”类型像Array
和String
具有指向基础存储的(隐藏)指针,并且不能仅通过复制结构本身来传递。它也不适用于引用类型,引用类型只是指向实际对象存储的指针。
所以解决这个问题,可以
定义一个协议,该协议定义了Data
往返转换的方法:
protocol DataConvertible {
init?(data: Data)
var data: Data { get }
}
在协议扩展中将转换实现为默认方法:
extension DataConvertible where Self: ExpressibleByIntegerLiteral{
init?(data: Data) {
var value: Self = 0
guard data.count == MemoryLayout.size(ofValue: value) else { return nil }
_ = withUnsafeMutableBytes(of: &value, { data.copyBytes(to: $0)} )
self = value
}
var data: Data {
return withUnsafeBytes(of: self) { Data($0) }
}
}
我在这里选择了一个失败的初始化程序,该初始化程序检查提供的字节数是否与类型的大小匹配。
最后声明对所有可以安全转换的类型的一致性Data
:
extension Int : DataConvertible { }
extension Float : DataConvertible { }
extension Double : DataConvertible { }
// add more types here ...
这使转换更加优雅:
let value = 42.13
let data = value.data
print(data as NSData) // <713d0ad7 a3104540>
if let roundtrip = Double(data: data) {
print(roundtrip) // 42.13
}
第二种方法的优点是您不会无意间进行不安全的转换。缺点是您必须明确列出所有“安全”类型。
您还可以为需要非平凡转换的其他类型实现协议,例如:
extension String: DataConvertible {
init?(data: Data) {
self.init(data: data, encoding: .utf8)
}
var data: Data {
// Note: a conversion to UTF-8 cannot fail.
return Data(self.utf8)
}
}
或以自己的类型实现转换方法以执行所需的任何操作,以便对值进行序列化和反序列化。
字节顺序
在上述方法中,没有字节顺序转换,数据始终以主机字节顺序进行。对于独立于平台的表示(例如“大端”或“网络”字节顺序),请使用相应的整数属性。初始化程序。例如:
let value = 1000
let data = value.bigEndian.data
print(data as NSData) // <00000000 000003e8>
if let roundtrip = Int(data: data) {
print(Int(bigEndian: roundtrip)) // 1000
}
当然,这种转换通常也可以用通用转换方法来完成。