Unsafe[Mutable][Raw][Buffer]Pointer: add missing methods, adjust existing labels for clarity, and remove deallocation size

この提案では、Swift 4.1 でポインタ系 API 全体を整理し、バッファ版に欠けていたメソッドを追加し、サイズ付き deallocate を廃止し、紛らわしい引数ラベルを直す、という 3 方向の見直しを行います。ここでは partial initialization や Sequence 連携など、さらに大掛かりな設計が必要な領域は対象外で、allocate / deallocate / type rebind、および「繰り返し値による initialize / assign」に絞って手を入れます。

サイズ付き deallocate の廃止と全型への deallocate() 追加

まず、すべてのポインタ型（ミュータブル・イミュータブル・raw・buffer すべて）に、引数なしの deallocate() を追加します。挙動は「self が指すヒープブロック全体を解放する」で、free() と同じです。

let ptr = UnsafeMutablePointer<Int>.allocate(capacity: 100)
// ... 使う ...
ptr.deallocate() // ブロック全体を解放

同時に、実際には機能していなかった UnsafeMutablePointer.deallocate(capacity:) と、UnsafeMutableRawPointer.deallocate(bytes:alignedTo:) は deprecated にして将来的に削除します。capacity を部分解放と勘違いするバグ源がなくなり、API 名も空きます。将来、真の部分解放やリアロケートを導入するときに deallocate(capacity:) や reallocate(toCapacity:) といった名前を安全に再利用できるよう、あえて今のうちに解放してリセットしておく、という位置づけです。

イミュータブル版（UnsafePointer や UnsafeBufferPointer）にも deallocate() が追加されます。Swift のメモリモデル上、解放にミュータビリティは必要ないためです。

なお、バッファ版の deallocate() は、そのバッファがヒープブロック全体を丸ごと指しているときのみ定義された動作になります。スライスしたバッファを解放するような使い方は未定義です。

UnsafeMutableBufferPointer に allocate / deallocate / initialize / assign を追加

バッファ版にも、ポインタ版と同等の確保・解放・初期化・代入メソッドが生えます。

// 確保
let buffer = UnsafeMutableBufferPointer<UInt8>.allocate(capacity: byteCount)

// 繰り返し値で初期化
buffer.initialize(repeating: 0)

// 繰り返し値で代入（すでに初期化済みの領域に上書き）
buffer.assign(repeating: 0xFF)

// 解放
buffer.deallocate()

count を 2 回書かされていた定型コードが 1 行になり、一時的な UnsafeMutablePointer を噛ませる必要もなくなります。raw 版にも同様に、UnsafeMutableRawBufferPointer.allocate(byteCount:alignment:) と initializeMemory(as:repeating:) / bindMemory(to:) が追加されます。

let raw = UnsafeMutableRawBufferPointer.allocate(
    byteCount: 1024, alignment: MemoryLayout<UInt>.alignment)
let typed: UnsafeMutableBufferPointer<Int32> = raw.initializeMemory(as: Int32.self, repeating: 0)

バッファ版の bindMemory(to:) や initializeMemory(as:repeating:) は、新しい型の stride に合わせて要素数を整数除算で再計算します（元のバイト数から自動で割り出します）。

イミュータブルバッファとミュータブルバッファの相互変換

UnsafeMutableBufferPointer に init(mutating:) を、UnsafeBufferPointer に init(_:) を追加して、バッファ同士の mutable / immutable 変換が 1 ステップでできるようになります。UnsafeMutableRawBufferPointer 側にはすでに同種のイニシャライザがあったため、整合性の観点でも自然です。

引数ラベルの整理

紛らわしかったラベルが、次のように書き換わります。

• UnsafeMutablePointer.initialize(to:count:) → initialize(repeating:count:)（繰り返し値であることを明示）。単一要素の初期化には別途 initialize(to:)（count なし）が用意されます。
• UnsafeMutableRawPointer.initializeMemory(as:at:count:to:) → initializeMemory(as:repeating:count:)（at: を削除、to: を repeating: に変更、引数順も整理）。
• UnsafeMutableRawPointer.allocate(bytes:alignedTo:) → allocate(byteCount:alignment:)。
• UnsafeMutableRawBufferPointer.allocate(count:) → allocate(byteCount:alignment:)（alignment: が新たに必須）。
• copyBytes(from:count:) / copyBytes(from:) → copyMemory(from:byteCount:) / copyMemory(from:)（bytes / byteCount に揃え、ラベルの意味もはっきりさせる）。

なぜ value: ではなく repeating: なのか、という点については、Array.init(repeating:count:) と揃っていて「繰り返し値である」というニュアンスが出ること、そして value: だと ptr.initialize(value: value) のような見づらい呼び出しになりがちであることが理由です。

型リバインドのバッファ版

UnsafeBufferPointer と UnsafeMutableBufferPointer にも withMemoryRebound(to:_:) が追加されます（クロージャ版、デコレータ形式）。単独ポインタ版と違って capacity: は不要で、新しい要素型の stride から必要な要素数が内部で計算されます。

let bytes: UnsafeBufferPointer<UInt8> = ...
let sum: Int = bytes.withMemoryRebound(to: Int32.self) { rebound in
    rebound.reduce(0) { $0 + Int($1) }
}

移行

ほとんどの変更はソース互換ですが、一部（copyBytes → copyMemory、initializeMemory のラベル整理、allocate のラベル変更、サイズ付き deallocate の廃止）はソース破壊的です。ただしマイグレータで機械的に置換可能な範囲に収まっており、UnsafeMutableRawBufferPointer.allocate の新しい alignment: には MemoryLayout<UInt>.stride を自動で埋めるといった対応が想定されています。