Как лучше всего поместить c-структуру в NSArray?

Как обычно хранить c-структуры в файле NSArray? Достоинства, недостатки, обработка памяти?

Примечательно, в чем разница между valueWithBytesи valueWithPointer - поднятый Джастином и сомом ниже.

Вот ссылка на обсуждение Apple valueWithBytes:objCType:для будущих читателей ...

Для нестандартного мышления и большего внимания к производительности Evgen поднял вопрос об использовании STL::vectorв C ++ .

(Возникает интересный вопрос: есть ли быстрая библиотека c, похожая на, STL::vectorно намного более легкая, которая позволяет минимально «аккуратно обрабатывать массивы» ...?)

Итак, исходный вопрос ...

Например:

typedef struct _Megapoint {
    float   w,x,y,z;
} Megapoint;

Итак: каков нормальный, лучший и идиоматический способ хранения такой собственной структуры в анкете NSArray, и как вы обрабатываете память в этой идиоме?

Обратите внимание, что я специально ищу обычную идиому для хранения структур. Конечно, можно было бы избежать этой проблемы, создав новый маленький класс. Однако я хочу знать, как обычная идиома для фактического размещения структур в массиве, спасибо.

Кстати, вот подход NSData, который возможно? не лучший ...

Megapoint p;
NSArray *a = [NSArray arrayWithObjects:
    [NSData dataWithBytes:&p length:sizeof(Megapoint)],
    [NSData dataWithBytes:&p length:sizeof(Megapoint)],
    [NSData dataWithBytes:&p length:sizeof(Megapoint)],
        nil];

Кстати, в качестве ориентира и благодаря Джаррету Харди, вот как хранить CGPointsи подобные вещи в NSArray:

NSArray *points = [NSArray arrayWithObjects:
        [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(6.9, 6.9)],
        [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(6.9, 6.9)],
        nil];

(см. Как я могу добавить объекты CGPoint в NSArray простым способом? )

NSValue поддерживает не только структуры CoreGraphics - вы также можете использовать его для себя. Я бы рекомендовал сделать это, поскольку класс, вероятно, легче, чем NSDataдля простых структур данных.

Просто используйте выражение вроде следующего:

[NSValue valueWithBytes:&p objCType:@encode(Megapoint)];

И чтобы вернуть значение:

Megapoint p;
[value getValue:&p];

Я бы посоветовал вам придерживаться этого NSValueмаршрута, но если вы действительно хотите хранить простые structтипы данных в своем массиве NSArray (и других объектах коллекции в Какао), вы можете сделать это, хотя и косвенно, используя Core Foundation и бесплатный мост. .

CFArrayRef(и его изменяемый аналог CFMutableArrayRef) предоставляют разработчику большую гибкость при создании объекта массива. См. Четвертый аргумент назначенного инициализатора:

CFArrayRef CFArrayCreate (
    CFAllocatorRef allocator,
    const void **values,
    CFIndex numValues,
    const CFArrayCallBacks *callBacks
);

Это позволяет вам запросить, чтобы CFArrayRefобъект использовал процедуры управления памятью Core Foundation, вообще никакие, или даже ваши собственные процедуры управления памятью.

Обязательный пример:

// One would pass &kCFTypeArrayCallBacks (in lieu of NULL) if using CF types.
CFMutableArrayRef arrayRef = CFArrayCreateMutable(kCFAllocatorDefault, 0, NULL);
NSMutableArray *array = (NSMutableArray *)arrayRef;

struct {int member;} myStruct = {.member = 42};
// Casting to "id" to avoid compiler warning
[array addObject:(id)&myStruct];

// Hurray!
struct {int member;} *mySameStruct = [array objectAtIndex:0];

В приведенном выше примере полностью игнорируются проблемы, связанные с управлением памятью. Структура myStructсоздается в стеке и, следовательно, уничтожается по завершении функции - массив будет содержать указатель на объект, которого больше нет. Вы можете обойти это, используя свои собственные процедуры управления памятью - поэтому вам предоставляется такая опция - но тогда вам придется проделать тяжелую работу по подсчету ссылок, выделению памяти, ее освобождению и так далее.

Я бы не рекомендовал это решение, но оставлю его здесь на случай, если он заинтересует кого-то еще. :-)

Здесь демонстрируется использование вашей структуры, выделенной в куче (вместо стека):

typedef struct {
    float w, x, y, z;
} Megapoint;

// One would pass &kCFTypeArrayCallBacks (in lieu of NULL) if using CF types.
CFMutableArrayRef arrayRef = CFArrayCreateMutable(kCFAllocatorDefault, 0, NULL);
NSMutableArray *array = (NSMutableArray *)arrayRef;

Megapoint *myPoint = malloc(sizeof(Megapoint);
myPoint->w = 42.0f;
// set ivars as desired..

// Casting to "id" to avoid compiler warning
[array addObject:(id)myPoint];

// Hurray!
Megapoint *mySamePoint = [array objectAtIndex:0];

Аналогичный метод добавления структуры c - сохранить указатель и отменить ссылку на указатель таким образом;

typedef struct BSTNode
{
    int data;
    struct BSTNode *leftNode;
    struct BSTNode *rightNode;
}BSTNode;

BSTNode *rootNode;

//declaring a NSMutableArray
@property(nonatomic)NSMutableArray *queues;

//storing the pointer in the array
[self.queues addObject:[NSValue value:&rootNode withObjCType:@encode(BSTNode*)]];

//getting the value
BSTNode *frontNode =[[self.queues objectAtIndex:0] pointerValue];

если вы чувствуете себя занудным или вам действительно нужно создать много классов: иногда бывает полезно динамически создать класс objc (ссылка:) class_addIvar. таким образом вы можете создавать произвольные классы objc из произвольных типов. вы можете указать поле за полем или просто передать информацию о структуре (но это практически повторяет NSData). иногда полезно, но для большинства читателей это скорее «забавный факт».

Как бы я применил это здесь?

вы можете вызвать class_addIvar и добавить переменную экземпляра Megapoint в новый класс, или вы можете синтезировать вариант objc класса Megapoint во время выполнения (например, переменную экземпляра для каждого поля Megapoint).

первый эквивалент скомпилированного класса objc:

@interface MONMegapoint { Megapoint megapoint; } @end

последний эквивалентен скомпилированному классу objc:

@interface MONMegapoint { float w,x,y,z; } @end

после того, как вы добавили ivars, вы можете добавлять / синтезировать методы.

для чтения сохраненных значений на принимающей стороне используйте синтезированные методы, object_getInstanceVariableили valueForKey:(которые часто преобразуют эти скалярные переменные экземпляра в представления NSNumber или NSValue).

Кстати: все полученные ответы полезны, некоторые лучше / хуже / недействительны в зависимости от контекста / сценария. конкретные потребности, касающиеся памяти, скорости, простоты обслуживания, простоты передачи или архивирования и т. д., определят, что лучше всего для данного случая ... но не существует «идеального» решения, которое было бы идеальным во всех отношениях. не существует «лучшего способа поместить c-структуру в массив NSArray», просто «лучший способ поместить c-структуру в массив NSArray для конкретного сценария, случая или набора требований », который у вас был бы указать.

кроме того, NSArray - это обычно многоразовый интерфейс массива для типов с размером указателя (или меньшего размера), но есть и другие контейнеры, которые лучше подходят для c-структур по многим причинам (std :: vector является типичным выбором для c-структур).

было бы лучше использовать сериализатор objc для бедняков, если вы делитесь этими данными между несколькими abis / архитектурами:

Megapoint mpt = /* ... */;
NSMutableDictionary * d = [NSMutableDictionary new];
assert(d);

/* optional, for your runtime/deserialization sanity-checks */
[d setValue:@"Megapoint" forKey:@"Type-Identifier"];

[d setValue:[NSNumber numberWithFloat:mpt.w] forKey:@"w"];
[d setValue:[NSNumber numberWithFloat:mpt.x] forKey:@"x"];
[d setValue:[NSNumber numberWithFloat:mpt.y] forKey:@"y"];
[d setValue:[NSNumber numberWithFloat:mpt.z] forKey:@"z"];

NSArray *a = [NSArray arrayWithObject:d];
[d release], d = 0;
/* ... */

... особенно если структура может меняться со временем (или в зависимости от целевой платформы). это не так быстро, как другие варианты, но менее вероятно, что он сломается в некоторых условиях (которые вы не указали как важные или нет).

если сериализованное представление не выходит из процесса, то размер / порядок / выравнивание произвольных структур не должны изменяться, и есть варианты, которые проще и быстрее.

в любом случае вы уже добавляете объект с подсчетом ссылок (по сравнению с NSData, NSValue), поэтому ... создание класса objc, который содержит Megapoint, во многих случаях является правильным ответом.

Я предлагаю вам использовать std :: vector или std :: list для типов C / C ++, потому что сначала он просто быстрее, чем NSArray, а во-вторых, если вам не хватит скорости - вы всегда можете создать свой собственный распределители для контейнеров STL и сделать их еще быстрее. Все современные мобильные движки для игр, физики и звука используют контейнеры STL для хранения внутренних данных. Просто потому, что они очень быстрые.

Если это не для вас - есть хорошие ответы от парней о NSValue - думаю, это наиболее приемлемо.

Вместо того, чтобы пытаться поместить c-структуру в NSArray, вы можете поместить их в NSData или NSMutableData как массив структур ac. Чтобы получить к ним доступ, вам нужно сделать

const struct MyStruct    * theStruct = (const struct MyStruct*)[myData bytes];
int                      value = theStruct[2].integerNumber;

или установить тогда

struct MyStruct    * theStruct = (struct MyStruct*)[myData mutableBytes];
theStruct[2].integerNumber = 10;

Хотя использование NSValue отлично работает для хранения структур в виде объекта Obj-C, вы не можете кодировать NSValue, содержащее структуру, с помощью NSArchiver / NSKeyedArchiver. Вместо этого вам нужно кодировать отдельные элементы структуры ...

См. Руководство по программированию архивов и сериализации Apple> Структуры и битовые поля

Для своей структуры вы можете добавить атрибут objc_boxable и использовать @()синтаксис для помещения вашей структуры в экземпляр NSValue без вызова valueWithBytes:objCType::

typedef struct __attribute__((objc_boxable)) _Megapoint {
    float   w,x,y,z;
} Megapoint;

NSMutableArray<NSValue*>* points = [[NSMutableArray alloc] initWithCapacity:10];
for (int i = 0; i < 10; i+= 1) {
    Megapoint mp1 = {i + 1.0, i + 2.0, i + 3.0, i + 4.0};
    [points addObject:@(mp1)];//@(mp1) creates NSValue*
}

Megapoint unarchivedPoint;
[[points lastObject] getValue:&unarchivedPoint];
//or
// [[points lastObject] getValue:&unarchivedPoint size:sizeof(Megapoint)];

Объект Obj C - это просто структура C с некоторыми добавленными элементами. Так что просто создайте собственный класс, и у вас будет тип структуры C, который требуется для NSArray. Любая структура C, которая не имеет лишнего мусора, который NSObject включает в свою структуру C, будет неперевариваемой для NSArray.

Использование NSData в качестве оболочки может хранить только копию структур, а не исходные структуры, если это имеет для вас значение.

Вы можете использовать классы NSObject, отличные от C-Structures, для хранения информации. И вы можете легко сохранить этот NSObject в NSArray.