Objective-C block详解
Objective-C block详解
Apple 在C, Objective-C, C++加上Block这个延申用法。目前只有Mac 10.6 和iOS 4有支援。Block是由一堆可执行的程式组成，也可以称做没有名字的Function (Anonymous function)。如果是Mac 10.6 或 iOS 4.0 之前的平台可以利用 http://code.google.com/p/plblocks/ 这个project得以支援Block语法。 Apple有一个叫做GCD(Grand Central Dispach)的新功能，用在同步处理(concurrency)的环境下有更好的效率。Block语法产生的动机就是来自于GCD，用Block包好 一个工作量交给GCD，GCD有一个宏观的视野可以来分配CPU，GPU，Memory的来下最好的决定。
Block简介
Block其实行为和Function很像，最大的差别是在可以存取同一个Scope的变数值。 Block 实体会长成这样
^(传入参数列) {行为主体};
Block实体开头是"^"，接着是由小括号所包起来的参数列(比如 int a, int b, float c)，行为的主体由大括号包起来，专有名词叫做block literal。行为主体可以用return回传值，型别会被compiler自动办识出来。如果没有参数列要这样写(void)。 看个列子
^(int a) {return a*a;};
这是代表Block会回传输入值的平方值(int a 就是参数列，return a*a; 就是行为主体)。记得主体里最后要加";"因为是叙述，而整个{}最后也要要加";"因为Block是个物件实体。 用法就是
int result = ^(int a) {return a*a;} (5);
很怪吧。后面小括号里的5 会被当成a的输入值然后经由Block输出5*5 = 25指定给result这个变数。 有没有简单一点的方法不然每次都要写这么长？有。接下来要介绍一个叫Block Pointer的东西来简化我们的写法。 Block Pointer是这样宣告的
回传值 (^名字) (参数列);
直接来看一个列子
int (^square) (int);
// 有一个叫square的Block Pointer，其所指向的Block是有一个int 输入和 int 输出
square = ^(int a ) {return a*a ;}; // 将刚刚Block 实体指定给 square
使用Block Pointer的例子
int result = square(5); // 感觉上不就是funtion的用法吗？
也可以把Block Pointer当成参数传给一个function，比如说
void myFuction( int (^mySquare) (int) ); // function 的宣告，
传入一个有一个int输入和int输出的Block 型别的参数 呼叫这个myFunction的时候就是这样呼叫
int (^mySqaure) (int) = ^(int a) {return a*a;};
// 先给好一个有实体的block pointer叫mySquare
myFunction( mySqaure ) ; //把mySquare这个block pointer给myFunction这个function
或是不用block pointer 直接给一个block 实体，就这样写
myFunction( ^(int a) {return a*a} ) ;
当成Objective-C method 的传入值的话都是要把型别写在变数前面然后加上小括号，因些应该就要这样写
-(void) objcMethod:( int (^) (int) ) square; // square 变数的型别是 int (^) (int)
读文至此是不是对Block有基本的认识？ 接下来我们要谈谈Block相关的行为和特色 首先是来看一下在Block里面存取外部变数的方法
存取变数
1. 可以读取和Block pointer同一个scope的变数值：
{
int outA = 8;
int (^myPtr) (int) = ^(int a) {return outA+a;};
// block 里面可以读同一个scope的outA的值
int result = myPtr(3); // result is 11
}
我们再来看一个很有趣的例子
{
int outA = 8;
int (^myPtr) (int) = ^(int a) {return outA+a;};
// block 里面可以读同一个scope的outA的值
outA = 5; // 在呼叫myPtr之前改变outA的值
int result = myPtr(3); // result 的值还是 11并不是 8
}
事实上呢，myPtr在其主体用到outA这个变数值的时候是做了一个copy的动作把outA的值copy下来。所以之后outA即使换了新的值对于myPtr里copy的值是没有影响到的。 要注意的是，这个指的值是变数的值，如果这个变数的值是一个记忆体的位置，换句话说，这个变数是个pointer的话，它指到的值是可以在block里被改变的。
{
NSMutableArray * mutableArray = [NSMutableArray arrayWithObjects:@"one",@"two",@"three",nil];
int result = ^(int a) { [mutableArray removeLastObject]; return a*a;} (5);
NSLog(@"test array %@", mutableArray);
}
原本mutableArray的值是{@"one",@"two",@"three"}在block里被更改mutableArray所指向的物件后，mutableArray的值就会被成{@"one",@"two"} 2. 直接存取static 的变数
{
static int outA = 8;
int (^myPtr) (int) = ^(int a) {return outA+a;};
// block 里面可以读同一个scope的outA的值
outA = 5; // 在呼叫myPtr之前改变outA的值
int result = myPtr(3); // result 的值是 8，因为outA是个static 变数会直接反应其值
}
甚至可以在block里面直接改变outA的值比如这样写
{
static int outA = 8;
int (^myPtr) (int) = ^(int a) { outA= 5; return outA+a;};
// block 里面改变outA的值
int result = myPtr(3); // result 的值是 8，因为outA是个static 变数会直接反应其值
}
3. Block Variable 在某个变数前面如果加上修饰字__block 的话(注意block前有两个下底线)，这个变数又称为block variable。那么在block里就可以任意修改此变数值，变数值的改变也可以知道。
{
__block int num = 5;
int (^myPtr) (int) = ^(int a) { return num++;};
int (^myPtr2) (int) = ^(int a) { return num++;};
int result = myPtr(0);
result = myPtr2(0);
}
因为myPtr和myPtr2都有用到num这个block variable，最后result的值就会是7
生命周期和记忆体管理
因为block也是继承自NSObject，所以其生命周期和记忆体的管理也就非常之重要。 block一开始都是被放到stack里，换句话说其生命周期随着method或function结束就会被回收，和一般变数的生命周期一样。 关于记忆体的管理请遵循这几个要点 1. block pointer的实体会在method或function结束后就会被清掉 2. 如果要保存block pointer的实体要用-copy指令，这样block pointer就会被放到heap里 2.1 block 主体里用到的block variable 也会被搬到heap 而有新的记忆体位置，且一并更新有用到这个block variable 的block都指到新的位置 2.2 一般的variable值会被copy 2.3 如果主体里用到的variable是object的话，此object会被retain, block release时也会被release 2.4 __block variable 里用到的object是不会被retain的 首先来看一下这个例子
typedef int (^MyBlock)(int);
MyBlock genBlock();
int main(){
MyBlock outBlock = genBlock();
int result = outBlock(5);
NSLog(@"result is %d",[outBlock retainCount] ); // segmentation fault
NSLog(@"result is %d",result );
return 0 ;
}
MyBlock genBlock() {
int a = 3;
MyBlock inBlock = ^(int n) {
return n*a;
};
return inBlock ;
}
此程式由genBlock里产生的block再指定给main function的outBlock变数，执行这个程式会得到 Segmentation fault (注：有时候把 genBlock里的a 去掉就可以跑出结果的情形，这是系统cache住记忆体，并不是inBlock真得一直存在，久了还是会被回收，千万不要以为是对的写法) 表示我们用到了不该用的记忆体，在这个例子的情况下是在genBlock里的inBlock变数在return的时候就被回收了，outBlock无法有一个合法的记忆体位置-retainCount就没意义了。 如果这个时候需要保留inBlock的值就要用-copy指令，将genBlock改成
MyBlock genBlock() {
int a = 3;
MyBlock inBlock = ^(int n) {
return n*a;
};
return [inBlock copy] ;
}
这样[inBlock copy]的回传值就会被放到heap，就可以一直使用(记得要release) 执行结果是 result is 1 result is 15 再次提醒要记得release outBlock。 如果一回传[inBlock copy]的值就不再需要的时候可以这样写
MyBlock genBlock() {
int a = 3;
MyBlock inBlock = ^(int n) {
return n*a;
};
return [[inBlock copy] autorelease] ;
}
-copy指令是为了要把block 从stack搬到heap，autorelease是为了平冲retainCount加到autorelease oop ，回传之后等到事件结束就清掉。 接下来是block存取到的local variable是个物件的型别，然后做copy 指令时
MyBlock genBlock() {
int a = 3;
NSMutableString * myString = [NSMutableString string];
MyBlock inBlock = ^(int n) {
NSLog(@"retain count of string %d",[myString retainCount]);
return n*a;
};
return [inBlock copy] ;
}
结果会印出 retain count of string 2 这个结果和上面2.3提到的一样，local variable被retain了 那再来试试2.4，在local variable前面加上__block
MyBlock genBlock() {
int a = 3;
__block NSMutableString * myString = [NSMutableString string];
MyBlock inBlock = ^(int n) {
NSLog(@"retain count of string %d",[myString retainCount]);
return n*a;
};
return [inBlock copy] ;
}
执行的结果就是会 retain count of string 1
Block Copying注意事项
如果在Class method里面做copying block动作的话 1. 在Block里如果有直接存取到self，则self会被retain 2. 在Block里如果取存到instance variable (无论直接或是从accessor)，则self会被retain 3. 取存到local variable所拥有的object时，这个object会被retain 让我们来看一个自订的Class
@interface MyObject : NSObject {
NSString * title;
void (^myLog) (NSString * deco);
}
-(void) logName;
@end
@implementation MyObject
-(id) initWithTitle:(NSString * ) newTitle{
if(self = [super init]){
title = newTitle;
myLog = [^(NSString * deco) { NSLog(@"%@%@%@",deco, title, deco );} copy];
}
return self;
}
-(void) logName{
myLog(@"==");
}
-(void ) dealloc{
[myLog release];
[title release];
[super dealloc];
}
@end
在main 里使用如下 MyObject * mObj = [[MyObject alloc] initWithTitle:@"Car"]; NSLog(@"retainCount of MyObject is %d",[mObj retainCount] ); [mObj logName]; 其执行的结果为 retainCount of MyObject is 2 ==Car== 因为在MyObject的建构子里myLog这个block pointer用了title这个instance variable然后就会retain self也就是MyObject的物件。 尽量不要这样写，会造成retain cycle，改善的方法是把建构子改成这样
-(id) initWithTitle:(NSString * ) newTitle{
if(self = [super init]){
title = newTitle;
myLog = [^(NSString * deco) { NSLog(@"%@%@%@",deco, newTitle, deco );} copy];
}
return self;
}
在Block主体里用newTitle这个变数而不是title。这样self就不会被retain了。 最后谈一个小陷井 void (^myLog) (void); BOOL result ; if(result) myLog = ^ {NSLog(@"YES");}; else myLog = ^ {NSLog(@"NO");}; myLog(); 这样很可能就会当掉了，因为myLog 实体在if 或是else结束后就被清掉了。要记得。 要用copy来解决这个问题，但要记得release。