Blocks 系列是基于学习《Pro Multithreading and Memory Management for iOS and OS X with ARC, Grand Central Dispatch, and Blocks》 一书过程中的笔记整理而来的。

Block 是在 iOS 开发过程中经常出现的人物。它是由 Apple 在 OS X Snow Leopard / iOS 4 上引进的,归于对规范 C 的拓宽。Block 能够视为是「带有局部变量的匿名函数(anonymous functions together with automatic variables)」。

我们首要需求区分两个概念:BlockBlock 类型的变量。Block 是我们要叙述的主角,而 Block 类型的变量则是一个值类型为 Block 的变量。类似于 int a = 0 中的 0 和 a 的差异。

怎么声明 Block 和 Block 类型的变量

声明一个 Block:

^ return_type (argument list) { ... }

回来值 return_type 能够省掉,省掉后由编译器揣度回来值类型,没有回来值时会运用 void

^ (argument list) { ... }

假如 Block 执行时不需求参数,(argument list) 也能够省掉:

^ { ... }
// 对应的完整办法
^ void (void) { ... }

声明一个 Block 类型的变量:

return_type (^block_variable_name) (argument list)

当然,为了减少屡次声明同一种类型变量的工作量,我们也能够运用 typedef

typedef return_type (^block_variable_name)(argument list);

运用 typedef 之后,就能让函数也能回来 Block 类型的值了:

typedef int (^blk_t)(int);
blk_t func() {
    return ^(int count){return count + 1;};
}

C 语言中经过函数回来一个 Block 类型的值,有必要运用 typedef ,而 Objc 则不需求:

- (void (^)(void)) myFunctionReturningABlock {
    return ^ { ... };
}

声明一个 Block,并将其赋值给 Block 类型的变量:

int (^block) (int) = ^ (int param) { return param + 1; };

把 Block 作为函数的参数:

void func(int (^block)(int)) {
		// ...
}
// 或许
typedef int (^blk_t)(int);
void func(blk_t block) {
		// ...
}

Block 和函数指针

C 语言中,函数指针的声明以及运用办法为:

#include "stdio.h"
int test(int arg) {
    return arg;
}
int main() {
    int (*funcptr)(int) = &test;
    printf("%d", funcptr(100));
}
// output: 100

对比一下 Block 类型的变量和函数指针类型的变量,两者非常相似,只不过函数指针运用 * 而 Block 运用 。

int (*funcptr) (int)
int (^block) (int)

大部分函数只需求关怀函数体内的逻辑,而 Block 既需求关怀其内部的处理逻辑,还需求关怀 Block 外部的上下文。在接下来的学习过程中,我们会发现 Block 的底层完成里面少不了函数指针的身影,函数指针在 Block 里充当着处理 Block 内部计算逻辑的人物。

Block 对变量的捕获

前面提到,Block 能够视为是「带有局部变量的匿名函数」。这是由于 Block 能够捕获局部变量,这也是 Block 和函数指针的最大差异——能够存储上下文信息。

捕获局部变量的值

先看一段代码:

int val = 10;
const char *fmt = "val = %dn";
void (^blk)(void) = ^{printf(fmt, val);};
val = 2;
fmt = "These values were changed. val = %dn";
blk();
// output
// val = 10

这段代码首要初始化了一个 int 型的变量 val 以及一个字符串 fmt 。然后声明一个 Block 类型的变量 blk,并在这个 Block 中捕获了变量 val 以及 fmt

最后修正变量 val 以及 fmt 的值,并执行 blk 后发现输出结果仍旧运用了两个变量修正前的值。这说明 Block 对局部变量的捕获便是直接捕获变量的值,不是经过内部的指针指向原来的变量,而是内部有一个新的变量直接存了变量的值,两者没有「羁绊」联系。

self 的捕获也是类似,self 在办法效果域里,其实也能够看作一个局部变量或许办法的参数。类似 python 中的实例办法,默许第一个参数便是 self ,只不过 OC 或许 C++ 里面默许把 self 或许 this 给隐藏了,后边的文章里会详细说这个。

class MyClass:
    def method(self, param: int):
				pass

假如 Block 捕获了 self ,也便是其内部有变量被赋值为 self 的值,那么 Block 会强持有 self 。这时候 self 再持有 Block 的话,就会出现循环引用问题。

Block 内修正局部变量的值

Block 捕获变量的值后,一般情况下,编译器是不允许在 Block 内部修正变量的值。由于 Block 内部有一个新的变量(假设为 A)存储了被捕获变量(假设为 B)的值,A 和 B 之间没有连接联系,修正其中一方不会影响另一方的值。编译器会阻止这种企图经过修正 A 的值来影响 B 的行为。

例如下面代码会报错:

int val = 0;
void (^blk)(void) = ^{ val = 1; };
// error: Variable is not assignable (missing __block type specifier)

但是已然说了这是一般情况,那肯定还有特殊情况。

假如想要在 Block 内部修正外界变量的值,需求运用 __block 关键字。给局部变量加上 __block 关键字之后,编译器就允许在 Block 内修正外面变量的值:

__block int val = 0;
void (^blk)(void) = ^{ val = 1; };
// 此时编译器不再报错

下一篇文章会讲到,这时候的 val 在底层已经不是一个 int 类型的变量,而是一个结构体。

Block 无法捕获 C 数组

下面代码尝试在 Block 内捕获一个 C 数组,但编译器会报错。

const char text[] = "hello";
void (^blk)(void) = ^{ 
    printf("%cn", text[2]);
};
// error: cannot refer to declaration with an array type inside block
//         printf("%cn", text[2]);
//                       ^
// note: 'text' declared here
//    const char text[] = "hello";
//               ^

这是由于 Block 无法捕获 C 数组,详细原因会在下一篇的文章中叙述。假如想要在 Block 内读取外部的 C 数组,能够让 Block 捕获一个 C 数组的指针:

const char *text = "hello";
void (^blk)(void) = ^{
    printf("%cn", text[2]); 
};