Objective-C中的BOOL你了解嗎

0 前言

5月8日提交的代碼在服務(wù)端編譯出現(xiàn)了錯(cuò)誤，而本機(jī)編譯過程中沒有任何問題。定位到錯(cuò)誤日志，發(fā)現(xiàn)是因?yàn)殄e(cuò)把函數(shù)參數(shù)類型BOOL寫成bool（Xcode自動(dòng)補(bǔ)全的鍋#_#）引起布爾值類型轉(zhuǎn)換問題。

error: incompatible block pointer types sending 'void (^__strong)(BOOL)' to parameter of type 'void (^)(bool)'

在剛接觸Objective-C語(yǔ)法的時(shí)候，認(rèn)為BOOL類型和C/C++中的bool關(guān)鍵字一樣屬于語(yǔ)言級(jí)別的原生類型，只是Objective-C采用了字母全大寫的形式，而且clang編譯器也支持C/C++，因此在編寫Objective-C代碼時(shí)就主動(dòng)將BOOL和bool類型看作一回事。
那BOOL與bool是否真正等同呢？為什么本機(jī)與服務(wù)器編譯過程中會(huì)出現(xiàn)兩種情況呢？

1 真假布爾類型

C99標(biāo)準(zhǔn)提供了bool類型，我們可以像int/double類型一樣定義布爾變量。但bool并非是關(guān)鍵字，它其實(shí)是一個(gè)宏定義，真正的布爾關(guān)鍵字是_Bool。
_Bool類型變量占1個(gè)字節(jié)空間，1表示布爾真值，0表示布爾假值。
以下代碼取自于stdbool.h頭文件的源代碼，5-7行說明了bool只是_Bool的宏定義，并且true和false也分別定義為1和0。

// stdbool.h http://clang.llvm.org/doxygen/stdbool_8h_source.html
#ifndef __STDBOOL_H
#define __STDBOOL_H
/* Don't define bool, true, and false in C++, except as a GNU extension. */
#ifndef __cplusplus
#define bool _Bool
#define true 1
#define false 0
#elif defined(__GNUC__) && !defined(__STRICT_ANSI__)
/* Define _Bool, bool, false, true as a GNU extension. */
#define _Bool bool
#define bool  bool
#define false false
#define true  true
#endif
#define __bool_true_false_are_defined 1
#endif /* __STDBOOL_H */

既然C99中的bool只是_Bool關(guān)鍵字的宏定義，那Objective-C中的BOOL到底是什么呢？

// objc.h
#define OBJC_BOOL_DEFINED

/// Type to represent a boolean value.
#if (TARGET_OS_IPHONE && __LP64__)  ||  TARGET_OS_WATCH
#define OBJC_BOOL_IS_BOOL 1
typedef bool BOOL;
#else
#define OBJC_BOOL_IS_CHAR 1
typedef signed char BOOL; 
// BOOL is explicitly signed so @encode(BOOL) == "c" rather than "C" 
// even if -funsigned-char is used.
#endif

#if __has_feature(objc_bool)
#define YES __objc_yes
#define NO  __objc_no
#else
#define YES ((BOOL)1)
#define NO  ((BOOL)0)
#endif

沒錯(cuò)，BOOL也是宏定義，在objc.h頭文件的源代碼中它被定義為signed char類型，見代碼8-10行。（注：在64位的iPhone平臺(tái)以及iWatch平臺(tái)下，BOOL等價(jià)于bool，見代碼5-7行）
在Objective-C代碼中廣泛使用的YES和NO也只是signed char類型的1和0，見代碼19-20行。

2 真假值的判斷

通常情況下，布爾值僅用于條件判斷，因?yàn)樗挥袃煞N狀態(tài)：真/假。
在C語(yǔ)言中，一般認(rèn)為變量值等于0為假，否則值為真。比如：

// c language
if (var != 0) {
  // 真
} else {
  // 假
}

利用這個(gè)特性，很容易寫出判斷兩個(gè)整型變量是否不相等的函數(shù)。

// c language
int different(int a, int b) {
  return a - b;
}

在C99標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)后，可以使用bool來(lái)聲明布爾類型以及條件判斷，bool本質(zhì)是_Bool類型關(guān)鍵字，_Bool類型的值只會(huì)是1或0。
如果出現(xiàn)其他類型變量值轉(zhuǎn)換為_Bool類型，那么非0值都將被轉(zhuǎn)換為1，也就是true，而0值依然是0，即false。
因此，different函數(shù)可以重寫為：

// c99
bool different(int a, int b) {
  return a - b;
}
ret = different(a, b);  // 這里ret的值只可能是1(true)或0(false)

different(10, 11) == true;  //   (bool)-1 == true -> 1 == 1 真
different(256, 0) == true;  //  (bool)256 == true -> 1 == 1 真
different(11, 10) == true;  //    (bool)1 == true -> 1 == 1 真

然而，Objective-C的BOOL是signed char類型，因此BOOL類型的值范圍是-128 ~ 127不只是1(YES)或0(NO)，其中0表示值為假，其余值均表示值為真。
在這種宏定義下，直接將BOOL類型的值與YES比較會(huì)出現(xiàn)一些意外情況，因?yàn)閅ES真值等于1，而BOOL類型的真值并不一定是1。
如下代碼僅僅將函數(shù)返回值類型改變?yōu)锽OOL類型，但卻得到了錯(cuò)誤的結(jié)果。

// Objective-C
BOOL different(int a, int b) {
  return a - b;
}

different(10, 11) == YES;  // -1 == 1 假
different(256, 0) == YES;  //  0 == 1 假
different(11, 10) == YES;  //  1 == 1 真

因?yàn)闊o(wú)法保證函數(shù)返回值類型為BOOL的函數(shù)一定返回了YES或者NO，所以對(duì)BOOL類型的值作判斷時(shí)應(yīng)該避免與真值YES直接比較。

3 總結(jié)

  • bool和BOOL都是宏定義，并非關(guān)鍵字；bool等價(jià)于_Bool類型，BOOL在64位iOS平臺(tái)或iWatch平臺(tái)下等價(jià)于bool，在其余平臺(tái)等價(jià)于signed char類型。
  • bool和BOOL類型變量只占一個(gè)字節(jié)空間，但bool類型只有1(true)和0(false)兩種值，而BOOL類型的值范圍是-128 ~ 127。
  • bool類型值可與true直接進(jìn)行比較，而BOOL類型值與YES進(jìn)行比較往往得到錯(cuò)誤的結(jié)果。

4 Reference

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