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BlockBlocks概要什么是BlocksBlock语法Block类型变量截获自动变量值__block说明符Blocks的实现Block的实质Blocks概要
什么是Blocks
Blocks可简单概括为 带有自动变量局部变量的匿名函数 在使用Blocks时可以不声明C类和Objective-C类也没有使用静态变量、静态全局变量或全局变量时的问题仅用编写C语言函数的源代码量即可使用带有自动变量值的匿名函数。
对于“带有自动变量值的匿名函数”这一概念并不仅指Blocks。它还存在于许多其他程序语言中。在计算机科学中此概念也称为闭包Closure、lambda计算λ计算等。 Block语法
完整的Block语法与一般的C语言函数定义相比仅有两点不同。
没有函数名带有“^”
^ 由于OS X、iOS应用程序的源代码中将大量使用Block所以插入该记号便于查找。
例如可写出下面形式的Block语法
^int (int count) {return count 1;}当省略返回值类型时
^(int count) {return count 1;}省略返回值类型时如果表达式中与return语句就使用该返回值的类型如果没有return语句就使用void类型当表达式中含有多个return语句时所有return的返回值类型必须相同。
如果不使用参数参数列表也可省略
^void (void) {printf(Blocks\n);}上述代码可以省略为
^{printf(Blocks\n);}Block类型变量
声明block类型变量的实例如下
int (^blk) (int);使用block语法将Block赋值给Block类型变量
int (^blk) (int) ^int (int count) {return count 1;};由^开始的 Block 语法生成的 Block 被赋值给变量 blk 中。因为与通常的变量相同所以当然也可以由Block类型变量向 Block 类型变量赋值:
int(^blk1)(int) blk;
int (^blk2)(int);
blk2 blk1;在函数参数中使用 Block类型变量可以向函数传递 Block。
void func(int (^blk)(int)) {//...}在函数返回值中指定 Block 类型可以将 Block 作为函数的返回值返回。
int (^func()(int))return ^(int count){return count 1;};
}由此可知在函数参数和返回值中使用 Block 类型变量时记述方式极为复杂。这时我们可以像使用函数指针类型时那样使用 typedef 来解决该问题。
typedef int (^blk t)(int);如上所示通过使用 typedef可声明blk t类型变量。我们试着在以上例子中的函数参数和函数返回值部分里使用一下。
/*原来的记述方式
void func(int (^blk)(int) )
*/void func (blk_t blk) {/* 原来的记述方式
int(^func ()(int))
*/blk_t func() {通过 Block类型变量调用Block与C语言通常的函数调用没有区别。在函数参数中使用Block类型变量并在函数中执行 Block 的例子如下
int func(blk_t blk,int rate) {return blk (rate);
}当然在 Objective-C的方法中也可使用。
-(int) methodUsingBlock:(blk_t)blk rate:(int)rate {return blk (rate);
}截获自动变量值
int main() {int dmy 256;int val 10;const char *fmt val 号d\n;void (^b1k)(void) ^{printf(fmt,val);};val 2;fmt These values were changed. val %d\n;blk();return 0;
}
结果是
val 10执行结果并不是改写后的值These values were changed. val2而是执行 Block 语法时的自动变量的瞬间值。该Block语法在执行时字符串指针val%d\n被赋值到自动变量 fmt中int 值10被赋值到自动变量 val中因此这些值被保存即被截获从而在执行块时使用。 这就是自动变量值的截获。
__block说明符
实际上自动变量值截获只能保存执行 Block 语法瞬间的值。保存后就不能改写该值。下面我们来尝试改写截获的自动变量值看看会出现什么结果。下面的源代码中Block 语法之前声明的自动变量 val 的值被赋予1。
int val0
void (blk)(void) ^{val 1;};
blk();
printf(val %d\n,val);以上为在 Block 语法外声明的给自动变量赋值的源代码。该源代码会产生编译错误。
error: variable is not assignable (missing __block type specifier)
void (^blk)(void) ^{val 1;};若想在 Block 语法的表达式中将值赋给在 Block 语法外声明的自动变量需要在该自动变量上附加 block 说明符。该源代码中如果给自动变量声明 int val附加 block 说明符就能实现在Block 内赋值。
_block int val 0;
void (^blk)(void) ^{val 1;};
blk();
printf(val d\n,val);执行结果
val 1那么截获 Objective-C 对象调用变更该对象的方法也会产生编译错误吗?
id array [[NSMutableArray alloc] init];
void (^blk)(void) ^{id obj [[NSObject alloc] init];[array addObject:obj];
};这样是不会出错的但是如果是向截获的变量 array 赋值则会产生编译错误。该源代码中截获的变量值为NSMutableArray 类的对象。如果用C语言来描述即是截获NSMutableArray 类对象用的结构体实例指针。虽然赋值给截获的自动变量 array 的操作会产生编译错误但使用截获的值却不会有任何问题。
下面源代码向截获的自动变量进行赋值因此会产生编译错误。
id array [[NSMutableArray alloc] init];
void(^b1k)(void) ^(
array [[NSMutableArray alloc] init];
};error: variable is not assignable(missingblock type specifier)
array [[NSMutableArray alloc] init];这种情况下需要给截获的自动变量附加_block 说明符。
__block id array [[NSMutableArray alloc] init];
void (^blk)(void) ^{array [[NSMutableArray alloc] init];
};另外在使用C语言数组时必须小心使用其指针。源代码示例如下∶
const char text[] hello;
void (^blk)(void) ^{printf(%c\n, text[2]);
};只是使用C语言的字符串字面量数组而并没有向截获的自动变量赋值因此看似没有问题。但实际上会产生以下编译错误∶
error; cannot refer to declaration with an array type inside block
printf(cAn,text[2]);note: declared here
const char text [] hello;这是因为在现在的 Blocks 中截获自动变量的方法并没有实现对C语言数组的截获。这时使用指针可以解决该问题。
const char *text hello;
void (^blk)(void) ^{printf(%c\n,text [2]);
}Blocks的实现
Block的实质
Block是带有自动变量值的匿名函数但 Block究竟是什么呢?本节将通过Block 的实现进一步帮大家加深理解。
前几节讲的 Block 语法看上去好像很特别但它实际上是作为极普通的C语言源代码来处理的。通过支持 Block 的编译器含有Block 语法的源代码转换为一般C语言编译器能够处理的源代码并作为极为普通的C 语言源代码被编译。 这不过是概念上的问题在实际编译时无法转换成我们能够理解的源代码但 clangLLVM 编译器具有转换为我们可读源代码的功能。通过-rewrite-objc选项就能将含有Block 语法的源代码变换为C的源代码。说是C其实也仅是使用了struct结构其本质是C语言源代码。
clang -rewrite-objc 源代码文件名下面我们转换 Block 语法。
int main() {void (^blk)(void) ^{printf(Block\n);};blk();return 0;
}此源代码的 Block 语法最为简单它省略了返回值类型以及参数列表。该源代码通过 clang 可变换为以下形式∶
//经过clang转换后的C代码
struct __block_impl {void *isa;int Flags;int Reserved;void *FuncPtr;
};struct __main_block_impl_0 {struct __block_impl impl;struct __main_block_desc_0* Desc;__main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int flags0) {impl.isa _NSConcreteStackBlock;impl.Flags flags;impl.FuncPtr fp;Desc desc;}
};static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself {printf(Block\n);
}static struct __main_block_desc_0 {size_t reserved;size_t Block_size;
} __main_block_desc_0_DATA { 0, sizeof(struct __main_block_impl_0)};int main(int argc, const char * argv[]) {void (*blk)(void) ((void (*)())__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, __main_block_desc_0_DATA));((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)blk)-FuncPtr)((__block_impl *)blk);return 0;
}
