block對(duì)象簡(jiǎn)介及語(yǔ)法
什么是block？
block對(duì)象是一組指令，可以像調(diào)用函數(shù)指令那樣調(diào)用block對(duì)象。block對(duì)象結(jié)合了面向?qū)ο蠛兔嫦蜻^(guò)程編程的特點(diǎn)。
如何聲明一個(gè)block對(duì)象變量？
因?yàn)閎lock是對(duì)象，所以可以使用指針變量指向某個(gè)block變量。
block變量的類型指明了其應(yīng)指向的block對(duì)象類型，其中包含實(shí)參和返回值。代碼示例如下：
int (^adder)(int a, int b);
這行代碼聲明了一個(gè)名為adder的block變量，其指向的block對(duì)象應(yīng)該有兩個(gè)int實(shí)參，返回值也應(yīng)該是int類型。^符號(hào)代表adder是block變量，而不是普通的指針變量。更多示例：
void (^foo)(void);
void (^jump)(Hurdle *);
int (^double)(int); //聲明時(shí)可以忽略實(shí)參參數(shù)名
Block對(duì)象的聲明語(yǔ)法與C語(yǔ)言的函數(shù)聲明語(yǔ)法類似，差別是要在變量前增加一個(gè)
^符號(hào)，并與變量名一起用圓括號(hào)括起來(lái)。
如何定義block對(duì)象？
變量只能保存若干字節(jié)長(zhǎng)度的數(shù)值，無(wú)法保存對(duì)象本身。例如，int變量可以保存數(shù)字，NSString *變量可以保存某個(gè)NSString對(duì)象的地址。Block變量也是這樣，它只能保存某個(gè)block變量的地址。
創(chuàng)建block對(duì)象的示例：
^int(int x, int y) {
return x + y;
};
通常情況下，應(yīng)將新創(chuàng)建的block對(duì)象立即賦給某個(gè)block變量。（也可以將其作為實(shí)參傳入某個(gè)方法。）示例：
int (^adder)(int, int) = ^int(int x, int y) {
return x + y;
};
以上代碼創(chuàng)建了一個(gè)名為adder的block變量，并指向了一個(gè)新創(chuàng)建的block對(duì)象，該對(duì)象有兩個(gè)int類型實(shí)參，并會(huì)返回兩個(gè)參數(shù)的和。
如何執(zhí)行某個(gè)block對(duì)象？
為block變量賦值后，就可以使用了。使用方法就像調(diào)用C函數(shù)那樣調(diào)用block變量，以執(zhí)行該block變量指向的block對(duì)象。示例：
int sum = adder(2, 5);
注意:
- block變量只能指向其類型匹配的block對(duì)象；
- 如果實(shí)現(xiàn)文件需要調(diào)用某個(gè)block對(duì)象，就必須有一個(gè)指向該block對(duì)象的變量；
- 如果某個(gè)方法創(chuàng)建了一個(gè)block對(duì)象，而另一個(gè)方法需要執(zhí)行該block對(duì)象時(shí)，就必須將該block對(duì)象的變量作為實(shí)參傳給后者；
- 作為實(shí)參的block對(duì)象寫法為：
xxx:(int ^(int, int)) adder，參數(shù)名應(yīng)聲明實(shí)參類型的括號(hào)后面。
捕獲變量(Variable Capturing)
block對(duì)象有一個(gè)很有用的特性，就是捕獲對(duì)象。
與函數(shù)類似，block對(duì)象也能使用傳入的實(shí)參并聲明局部變量。
int (^adder)(int, int) = ^(int x, int y) {
int sum = x +y;
return sum;
}
這段代碼中，sum是局部變量，可以在block對(duì)象內(nèi)部使用。x和y都是block對(duì)象的實(shí)參，所以也能在block內(nèi)部使用。
此外，block對(duì)象也可以使用其封閉作用域(enclosing scope)內(nèi)的所有變量。對(duì)于聲明了某個(gè)block對(duì)象的方法，該方法的作用域就是這個(gè)block對(duì)象的封閉作用域。因此，這個(gè)block對(duì)象可以訪問(wèn)該方法的所有局部變量、傳入該方法的實(shí)參以及傳入當(dāng)前對(duì)象的實(shí)例變量。
當(dāng)某個(gè)block對(duì)象訪問(wèn)了一個(gè)在該block對(duì)象之前聲明的變量時(shí)，可以稱該block捕獲了這個(gè)變量。在下圖代碼中，應(yīng)用會(huì)將val的值拷貝至block對(duì)象的內(nèi)存。當(dāng)應(yīng)用執(zhí)行該block對(duì)象時(shí)，無(wú)論最初val的值是否發(fā)生變化，都會(huì)使用當(dāng)時(shí)賦值時(shí)刻的值。一旦block對(duì)象捕獲了某個(gè)變量，該變量之后的變化不會(huì)對(duì)block對(duì)象中的val產(chǎn)生任何影響。（在method方法返回的那一刻，最初的局部變量val會(huì)被釋放。）
block可以捕獲任意類型的變量，也包括指向?qū)ο蟮闹羔?。因此，block對(duì)象代碼通過(guò)封閉作用域中的指針，向某個(gè)對(duì)象發(fā)送消息。
每個(gè)iOS應(yīng)用都有一個(gè)主操作隊(duì)列(main operation queue)。從本質(zhì)上看，該隊(duì)列中的操作都將成為循環(huán)中的事件，每次循環(huán)彈出一個(gè)。如下圖。
我們可以用block對(duì)象來(lái)構(gòu)成操作，所以也可以將block對(duì)象加入主操作隊(duì)列。應(yīng)用會(huì)在某個(gè)運(yùn)行循環(huán)中執(zhí)行該block對(duì)象。加入操作隊(duì)列的block對(duì)象不能有返回值，也不能有任何實(shí)參。示例：
- (BOOL)application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions {
NSString *string = @"hello, world!";
[[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{
NSLog(@"%lu", (unsigned long)[string length]);
}];
NSLog(@"About to exit method...");
return YES;
}
輸出結(jié)果：
2014-12-16 17:40:31.644 Blocky[10442:2458003] About to exit method...
2014-12-16 17:40:31.670 Blocky[10442:2458003] 13
我們看到，控制臺(tái)首先輸出方法返回之前的退出信息，然后再顯示字符串長(zhǎng)度的計(jì)算結(jié)果。對(duì)當(dāng)前的運(yùn)行循環(huán)，可能需要先完成視圖的繪制工作并釋放相應(yīng)的對(duì)象，再執(zhí)行某個(gè)block 。
那么問(wèn)題來(lái)了... ，string是指向@"hello world!"對(duì)象的唯一指針，當(dāng)應(yīng)用執(zhí)行完application: didFinishLaunchingWithOptions:方法后，不會(huì)立刻執(zhí)行block對(duì)象，但是string變量已經(jīng)不存在了，字符串對(duì)象會(huì)被釋放。但事實(shí)上，字符串對(duì)象依然存在。這是因?yàn)椋?strong>block對(duì)象會(huì)針對(duì)其封閉作用域內(nèi)的所有對(duì)象，保留強(qiáng)引用類型的引用。block對(duì)象會(huì)保留對(duì)該字符串對(duì)象的最后一個(gè)強(qiáng)引用，當(dāng)應(yīng)用釋放block時(shí)，也會(huì)失去這最后一個(gè)應(yīng)用。
block的典型應(yīng)用(Typical Block Usage)
block最常見(jiàn)的一種用途使用來(lái)實(shí)現(xiàn)回調(diào)?？梢詫⑦@種block對(duì)象看成是針對(duì)某個(gè)事件的一次性回調(diào)，而且該事件可以在將來(lái)的某個(gè)時(shí)刻發(fā)生。通常會(huì)將這種用途的block對(duì)象稱為completion block。
相對(duì)對(duì)delegate和target-action，使用completion block會(huì)簡(jiǎn)單很多。block對(duì)象是一種不依賴對(duì)象的回調(diào)。以NSArray為例，它有一個(gè)sortedArrayUsingComparator:方法。
NSArray *array = @[@"you", @"me", @"they"];
NSArray *sorted = [array sortedArrayUsingComparator:^NSComparisonResult(id obj1, id obj2) {
if ([obj1 length] < [obj2 length])
return NSOrderedDescending;
else if ([obj1 length] > [obj2 length])
return NSOrderedAscending;
return NSOrderedSame;
}];
NSLog(@"%@", sorted);
block對(duì)象還有很多用途，例如串聯(lián)執(zhí)行不同的代碼（一個(gè)block對(duì)象調(diào)用另一個(gè)block對(duì)象，這個(gè)block對(duì)象再調(diào)用另一個(gè)block對(duì)象）。此外，block對(duì)象還可以幫助應(yīng)用充分利用多個(gè)CPU內(nèi)核，同步執(zhí)行多段代碼。
深入學(xué)習(xí)：__block、簡(jiǎn)化語(yǔ)法與內(nèi)存管理(For the more Curious: The __block Modifier, Abbreviated Syntax, and Memory)
編譯器可以根據(jù)block對(duì)象中的return語(yǔ)句，自動(dòng)判斷返回類型。所以可以忽略返回類型。如果沒(méi)有實(shí)參也可以忽略實(shí)參。例如：
void (^block)(void) = ^{
NSLog(@"I'm a silly block.");
};
但是在聲明block變量時(shí)，不能忽略返回類型和實(shí)參列表。
如果某個(gè)變量是用__block修飾的，應(yīng)用就會(huì)在一塊特殊的內(nèi)存空間中保留該變量：既不是當(dāng)前棧，也不是block自身的內(nèi)存空間。這意味著可以有多個(gè)block對(duì)象修改同一個(gè)__block變量。示例：
__block int counter = 0;
void (^block)(void) = ^{
counter ++;
NSLog(@"Counter is now at %d", counter);
};
block();
block();
block();
控制臺(tái)會(huì)輸出：
2014-12-16 18:26:00.672 Blocky[10555:2477295] Counter is now at 1
2014-12-16 18:26:00.673 Blocky[10555:2477295] Counter is now at 2
2014-12-16 18:26:00.673 Blocky[10555:2477295] Counter is now at 3
block內(nèi)存管理
應(yīng)用會(huì)將新創(chuàng)建block對(duì)象保存在棧中。這意味著，即使應(yīng)用針對(duì)新創(chuàng)建的block對(duì)象保留了強(qiáng)引用指針，一旦創(chuàng)建該對(duì)象的方法返回，新創(chuàng)建的block對(duì)象一樣會(huì)被釋放。
要解決這個(gè)問(wèn)題，就要向block對(duì)象發(fā)送copy消息，執(zhí)行拷貝操作。如果收到copy消息的block對(duì)象已經(jīng)位于堆中的拷貝，就只會(huì)增加一個(gè)指向該對(duì)像的強(qiáng)引用，不會(huì)重復(fù)copy。
在Objective-C支持ARC之前，忘記copy是很嚴(yán)重的問(wèn)題。但是支持ARC之后，編譯器能夠?qū)lock對(duì)象執(zhí)行更多的自動(dòng)處理：即使應(yīng)用只是將某個(gè)的block對(duì)象賦給一個(gè)強(qiáng)引用特性的指針變量，并沒(méi)有執(zhí)行copy操作，編譯器也會(huì)自動(dòng)地完成copy工作。
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