Swift 中的 Int 到 UInt（反之亦然）位转换

Question

我正在寻找一种将 Int 的位值位转换为 UInt 的直接方法，反之亦然。例如（为简单起见，使用 8 位整数）我想实现以下目标：

let unsigned: UInt8 = toUInt8(-1)  // unsigned is 255 or 0xff
let signed:   Int8  = toInt8(0xff) // signed is -1 

起初我提出了以下解决方案：

let unsigned = unsafeBitCast(Int8(-1), UInt8.self)
let signed   = unsafeBitCast(UInt8(0xff), Int8.self)

但苹果在“unsafeBitCast()”文档中声明如下：

.. 注意:: 破坏了 Swift 类型系统的保证；与 极度关心。几乎总是有更好的方法来做任何事情。

谁有更好的方法？

Answer 1

numericCast(...) 是您正在寻找的。它是一组通用函数，可以在不同的数字类型之间进行转换。它根据参数的类型和返回类型选择正确的实现。

Answer 2

我选择了代数路线。测试一直很痛苦，因为强类型破坏执行很容易溢出，PlayGround 从 toUInt 函数返回一个负值，它不断崩溃或在进行双重转换时出现有趣的错误（我打开了一个错误报告）。无论如何，这就是我最终的结果：

func toUint(signed: Int) -> UInt {

    let unsigned = signed >= 0 ?
        UInt(signed) :
        UInt(signed  - Int.min) + UInt(Int.max) + 1

    return unsigned
}

func toInt(unsigned: UInt) -> Int {

    let signed = (unsigned <= UInt(Int.max)) ?
        Int(unsigned) :
        Int(unsigned - UInt(Int.max) - 1) + Int.min

    return signed
}

我用所有极端值（UInt.min、UInt.max、Int.min、Int.max）对它们进行了测试，当 XCode 没有发疯时，它似乎可以工作，但它看起来过于复杂。奇怪的是，UInt 到 Int 的位转换可以通过 hashvalue 属性简单地实现，如下所示：

signed = UInt.max.hashValue // signed is -1

但显然它不能保证总是有效（它应该，但我宁愿不冒险）。

任何其他想法将不胜感激。

Answer 3

你可以这样做：

let unsigned = UInt8(bitPattern: Int8(-1)) // -> 255
let signed   = Int8(bitPattern: UInt8(0xff)) // -> -1

存在许多类似的初始化器：

extension Int8 {
    init(_ v: UInt8)
    init(_ v: UInt16)
    init(truncatingBitPattern: UInt16)
    init(_ v: Int16)
    init(truncatingBitPattern: Int16)
    init(_ v: UInt32)
    init(truncatingBitPattern: UInt32)
    init(_ v: Int32)
    init(truncatingBitPattern: Int32)
    init(_ v: UInt64)
    init(truncatingBitPattern: UInt64)
    init(_ v: Int64)
    init(truncatingBitPattern: Int64)
    init(_ v: UInt)
    init(truncatingBitPattern: UInt)
    init(_ v: Int)
    init(truncatingBitPattern: Int)
    init(bitPattern: UInt8)
}