iOS开发——Block的使用

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Blocks概要

什么是Blocks

Blocks是C语言的扩充功能。可以用一句话来表示Blocks的扩充功能:带有自动变量(局部变量)的匿名函数。

顾明思义,所谓的匿名函数就是不带名称的函数。C语言的标准不允许存在这样的函数。例如:

int func(int count); //声明了名称为func的函数
int result = func(32); //调用了名称为func的函数
int (*funcptr)(int) = &func;
int result = (*funcptr)(32); //即使通过函数指针也仍然需要知道函数名称

其它语言也有“带自动变量值的匿名函数”,或称为闭包(Closure)、lambda计算等。

Blocks模式

Block语法

完整的形式像这个样子,由四部分组成^ 返回值类型 参数类型 表达式

例如:

^int (int count){return count++;}

当然Block语法可以省略好几个项目。首先是返回值类型。结构像这样^ 参数列表 表达式

省略返回值类型时,如果表达式中有return语句就使用该返回值的类型,如果表达式中没有return语句就使用void类型。表达式中含有多个return语句时,所有的return的返回值类型必须相同。

例如:

^(int count){return count++;} //该Block语法将按照return语句的类型,返回int型返回值

其次,如果不使用参数,参数列表也可以省略。结构像这样^ 表达式

例如:

^void (void){printf("Block");}
//省略后为如下形式
^{printf("Block");}

Block类型变量

在C语言中,可以将所定义的函数的地址赋值给函数指针类型变量中。例如:

int func(int count) {
  return count++;
}
int (*funcptr)(int) = &func;

同样,在Block语法下,可将Block语法赋值给声明为Block类型的变量中。即源代码中一旦使用了Block语法就相当于生成了可赋值给Block类型变量的“值”。Block中由Block语法生成的值也被称为“Block”。(“Block”既指源代码中的Block语法,也指Block语法生成的值)

声明Block类型变量示例如下:

int (^blk)(int);

与前面的使用函数指针的源代码对比可知,声明Block类型变量仅仅是将声明函数指针类型变量的“*”变为“^”。该Block类型变量与一般C语言变量完全相同,可作为如下途径使用。

  • 自动变量
  • 函数参数
  • 静态变量
  • 静态全局变量
  • 全局变量

使用Block语法将Block赋值给Block类型变量示例:

int (^blk)(int) = ^(int count){reutrn count++;};

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++;};
}

在函数参数和返回值中使用Block类型变量时的记述方式极为复杂,我们可以像使用函数指针类型时那样,使用typedef解决问题

typedef int (^blk_t)(int);
void func(blk_t blk) {} //和 void func(int (^blk)(int)){} 相同
blk func() {return ...} // 和 int (^func())(int){return ...} 相同

如上,我们通过typedef声明了blk类型变量。另外,将赋值给Block类型变量中的Block方法想C语言通常的函数调用那样使用,这种方法与使用函数指针类型变量调用函数的方法几乎一模一样:

int result = (*funcptr)(10); //C语言中通过函数指针调用函数
int result = blk(10); //变量blk为Block类型的情况下,这样调用Block类型变量

在函数参数中使用Block类型变量并在函数中执行Block的例子:

- (int) funcWithBlock:(blk_t)blk rate:(int)rate {
  return blk(rate);
}

Block类型变量可完全像通常的C语言变量一样使用,因此也可以使用指向Block类型变量的指针,即Block的指针类型变量:

typedef int (^blk_t)(int);
blk_t blk = ^(int count){return count++;};
blk_t *blkptr = &blk;
(*blkptr)(10);

截获自动变量值

截获自动变量值得实例:

int main() {
  int val = 32;
  const char *fmt = "val = %d";
  void (^blk)(void) = ^{print(fmt, val);};
  
  val = 19;
  fmt = "changed val = %d";
  
  blk();
  return 0;
}

该源代码中,Block语法的表达式使用的是它之前声明的自动变量fmt和val。Blocks中,Block表达式截获所使用的自动变量的值,即保存该自动变量的瞬间值。所以,在执行Block语法后,即使改写Block中使用的自动变量值也不会影响Block执行时自动变量的值。所以,上述执行结果:

val = 32

这就是自动变量值得截获。

__block说明符

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。如果在Block语法中改写截获的自动变量的值,就会产生编译错误。

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,需要在改自动变量上附加__block说明符。

__block int val = 0;
void (^blk)(void) = ^{val = 1;};
blk();
printf("val = %d", val);

该源代码的执行结果为:

val = 1

使用附有__block说明符的自动变量可在Block中赋值,该变量称为__block变量

截获的自动变量

如果截获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];
};

这样子是没有问题的,但是如果向截获的变量array赋值则会产生编译错误。截获的变量值为NSMutableArray类的对象,如果用C语言描述,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。如下,则会产生编译错误:

id array = [[NSMutableArray alloc] init];
void (^blk)(void) = ^{
  array = [[NSMutableArray alloc] init];
};

同理,这里加上__block说明符就不会产生编译错误了。

另外,在使用C语言数组时必须小心使用其指针:

const char str[] = "hello world";
void (^blk)(void) = ^{
  printf("%c", str[2]);
};

上述代码会产生编译错误,因为在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。这时可以使用指针解决问题:

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

注:参考书籍《Objective-C高级编程》

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