注：小弟才疏学浅，英文水平够烂，若有不正确或误导的地方，请大家指出，欢迎大家指正和修改。本文中涉及的词法范围：作用范围，例如if{}else{}，两个{}分别是if和else的作用范围。
介绍
Block对象是一个C级别的语法和运行机制。它与标准的C函数类似，不同之处在于，它除了有可执行代码以外，它还包含了与堆、栈内存绑定的变量。因此，Block对象包含着一组状态数据，这些数据在程序执行时用于对行为产生影响。
你可以用Block来写一些可以传到API中的函数语句，可选择性地存储，并可以使用多线程。作为一个回调，Block特别的有用，因为block既包含了回调期间的代码，又包含了执行期间需要的数据。
作为Mac OS X v10.6 Xcode开发工具附带的工具，Block在GCC和Clang中同样可用。你能在Mac OS X v10.6
及其以上版本和iOS 4.0及其以上版本中使用Block。.Block的运行是开源的，因此你能在LLVM’s
compiler-rt subproject repository里面找到它。Block也已经被提交到C标准工作组作为 N1370:
Apple’s Extensions to C。 由于Objective-C 和 C++ 都是衍生自 C，block被设计为可同时兼容这三种语言。
你应该阅读这篇文档，去学习Block是什么，以及在C、C++和OC中如何使用Block使你的程序更加的高效和更易于维护。
声明和使用Block
用^操作符来声明一个Block变量，并指明Block述句的开始。Block的主体部分包含在 {}内，像下面的例子中一样（与C语法一样，“；”指明语句的结束）：
int multiplier = 7;
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int (^myBlock)(int) = ^(int num) {
|
return num * multiplier;
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};
|
注意：Block可以使用定义范围之内的任何变量。
如果你把Block声明为一个变量，你以后就可以像调用一个方法一样使用它：
int multiplier = 7;
|
int (^myBlock)(int) = ^(int num) {
|
return num * multiplier;
|
};
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printf("%d", myBlock(3));
|
// prints "21"
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直接使用Block
很多情况下，你不需要声明Block变量；你只是简单地写一个Block语句内联在需要使用它作为参数的地方。下面的例子使用了 qsort_b方法， qsort_b方法与标准的qsort_r类似，只是用Block作为它的最后一个参数。
char *myCharacters[3] = { "TomJohn", "George", "Charles Condomine" };
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qsort_b(myCharacters, 3, sizeof(char *), ^(const void *l, const void *r) {
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char *left = *(char **)l;
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char *right = *(char **)r;
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return strncmp(left, right, 1);
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});
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// myCharacters is now { "Charles Condomine", "George", "TomJohn" }
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Cocoa Block
Cocoa框架中有几个方法使用Block作为参数，通常是在执行对象的操作集合，或者操作完成后使用它作为回调。下面的例子向我们展示了
在NSArray 对象的方法sortedArrayUsingComparator:怎样使用Block.。这个方法只有单一的参数，block被定义为NSComparator 局部变量：
NSArray *stringsArray = [NSArray arrayWithObjects:
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@"string 1",
|
@"String 21",
|
@"string 12",
|
@"String 11",
|
@"String 02", nil];
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static NSStringCompareOptions comparisonOptions = NSCaseInsensitiveSearch | NSNumericSearch |
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NSWidthInsensitiveSearch | NSForcedOrderingSearch;
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NSLocale *currentLocale = [NSLocale currentLocale];
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NSComparator finderSortBlock = ^(id string1, id string2) {
|
|
NSRange string1Range = NSMakeRange(0, [string1 length]);
|
return [string1 compare:string2 options:comparisonOptions range:string1Range locale:currentLocale];
|
};
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NSArray *finderSortArray = [stringsArray sortedArrayUsingComparator:finderSortBlock];
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NSLog(@"finderSortArray: %@", finderSortArray);
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/*
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Output:
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finderSortArray: (
|
"string 1",
|
"String 02",
|
"String 11",
|
"string 12",
|
"String 21"
|
)
|
*/
|
_block变量
Block的一个强大的特性是，它能在相同的词法范围内修改变量值。Block能修改变量是通过_block存储类型标示符。与 “Cocoa
Block” 中的例子一样，你能使用一个block变量来计算有多少字符串与下面例子中是相同的。 Block直接被用，并且用 currentLocale作为一个只读变量在block中。
NSArray *stringsArray = [NSArray arrayWithObjects:
|
@"string 1",
|
@"String 21", // <-
|
@"string 12",
|
@"String 11",
|
@"Str?ng 21", // <-
|
@"Stri?g 21", // <-
|
@"String 02", nil];
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NSLocale *currentLocale = [NSLocale currentLocale];
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__block NSUInteger orderedSameCount = 0;
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NSArray *diacriticInsensitiveSortArray = [stringsArray sortedArrayUsingComparator:^(id string1, id string2) {
|
|
NSRange string1Range = NSMakeRange(0, [string1 length]);
|
NSComparisonResult comparisonResult = [string1 compare:string2 options:NSDiacriticInsensitiveSearch range:string1Range locale:currentLocale];
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|
if (comparisonResult == NSOrderedSame) {
|
orderedSameCount++;
|
}
|
return comparisonResult;
|
}];
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|
NSLog(@"diacriticInsensitiveSortArray: %@", diacriticInsensitiveSortArray);
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NSLog(@"orderedSameCount: %d", orderedSameCount);
|
|
/*
|
Output:
|
|
diacriticInsensitiveSortArray: (
|
"String 02",
|
"string 1",
|
"String 11",
|
"string 12",
|
"String 21",
|
"Str\U00eeng 21",
|
"Stri\U00f1g 21"
|
)
|
orderedSameCount: 2
|
*/
|
更详细的内容请查看 “Blocks
和变量.”
Block功能
Block是一个匿名的内嵌代码集：
你能复制一个block，并把它传递给其他线程来延迟执行（或者，在它自己的线程内，做一个运行环）。编译和运行过程中，从block中引用的所有变量都保留乐一份block的副本。block不仅适用于纯 C 和 C++，同时block也是一个Objective-C 对象。
用法
Blocks通常表示比较小的，独立的代码段。因此，它特别适用于可能被同时执行的封装单元工作的模式，或者是集合中的项目，或者是当另一个操作完成后的一个回调。
Blocks之所以能替代传统的回调方法主要有以下两个理由：
-
它允许你在调用点写代码，调用点稍后会在方法实现段被执行。
Blocks通常也是框架方法中的参数。
-
它允许访问局部变量。
与其使用回调，需要一个包含所有上下文信息的数据结构，你只需要执行一个操作，直接访问局部变量即可。
声明block参考
Block变量持有Block引用。 声明它的语法与在函数中声明指针类似，用 ^代替 *。 其余部分，与C类型系统，具有完全的互操作性。以下时所有有效块的变量声明：
void (^blockReturningVoidWithVoidArgument)(void);
|
int (^blockReturningIntWithIntAndCharArguments)(int, char);
|
void (^arrayOfTenBlocksReturningVoidWithIntArgument[10])(int);
|
Block支持可变参数 (...)参数。 不带任何参数的block，在参数列表中必须指定为void。Block的设计考虑到类型安全，通过提供给编译器全套的元数据来验证block的使用、传递参数到block中和返回值分配。一个块引用可以转换到任意类型的指针，反之亦然。但是，你不能通过*来获得block的值，因而在编译时，block的大小也不能被计算出来。
你可以创建一个block类型，当你在多个地方使用到同一个签名的block时，这种方式时很好的。
typedef float (^MyBlockType)(float, float);
|
|
MyBlockType myFirstBlock = // ... ;
|
MyBlockType mySecondBlock = // ... ;
|
创建block
用^指明block语句的开始。在它后面的（）是参数列表。block的主体部分在{ }里面.。下面的例子定义了一个简单的block，并把先前定义的变量（oneForm）分配给它。
int (^oneFrom)(int);
|
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oneFrom = ^(int anInt) {
|
return anInt - 1;
|
};
|
如果你不显式声明块表达式的返回值，它可以根据block的内容进行自动匹配。如果返回类型和参数列表都是void，你也可以省略参数列表。 如果存在多个返回语句，应该正确的进行匹配(又需要的话，可以使用类型转换)。
全局block
在文件级别，你可以使用block作为一个全局表达式。
#import <stdio.h>
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|
int GlobalInt = 0;
|
int (^getGlobalInt)(void) = ^{ return GlobalInt; };
|
变量类型
block对象的代码中，变量被看成五种不同的方式。
与函数一样，block支持三种标准类型的变量：
-
全局变量，带有static修饰符的变量
-
全局函数（不是专门的变量）
-
局部变量和参数
Blocks也支持其他两种变量类型：
-
函数级别的_block变量。如有引用块被复制到堆，block中的_block变量是可变的。
-
const
最后，在一个方法的实现，块可能引用的Objective-C的实例变量—参考“Object
and Block Variables.”
以下是在block中使用变量的规则：
-
可以访问全局变量，包括词法范围内存在的static变量。
-
可以传参给block，与传参给函数的方式是一样的。
-
局部词法范围内的堆栈变量被看成时const变量。
他们的值存放在程序内的block语句中。 在嵌套block中，他们的值来自于最近的词法范围内。
-
声明为_block类型的
局部词法范围内的变量是可改变的。更改的适用范围仅为局部词法范围，包括词法范围内定义的其他block。 在“The
__block Storage Type.”中有更详细的描述。 -
block作用范围内声明的局部变量，与函数中的局部变量一样。
block的每一次调用，都重新生成此变量的新的副本。这些变量可以被转换为const或引用变量在块内的作用域。
下面的例子说明了局部非静态变量的使用：
int x = 123;
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|
void (^printXAndY)(int) = ^(int y) {
|
|
printf("%d %d\n", x, y);
|
};
|
|
printXAndY(456); // prints: 123 456
|
如上所述，在block内试图分配一个新的x的值将会报错：
int x = 123;
|
|
void (^printXAndY)(int) = ^(int y) {
|
|
x = x + y; // error
|
printf("%d %d\n", x, y);
|
};
|
为了使一个变量在block内部可以被修改，你应该使用_block来修饰这个变量—参考 “The
__block Storage Type.”
_block存储类型
在变量前面加上_block类型修饰符，我们可以指定传进来的变量是可变或者可读写的。_block存储与它类似，但是局部变量的寄存器、auto变量和static存储类型之间相互排斥。
_block变量共享变量之间的作用域和块之间的作用域拷贝变量存储范围内。因此，如果block中定义的所有拷贝在框架内的生存超越帧结束（例如，正在排队等待执行），堆栈帧被破坏后存储也将继续存在。在一个给定的词法范围的多个块，可以同时使用共享变量。
作为优化，在堆栈上的块存储块启动就像自身调用一样。如果块被复制，使用Block_copy（或在Objective-C中块发送一个副本），变量将被复制到堆。因此，_block块的地址可以随时更改。
_block变量有两个进一步的限制：他们不能是可变数组，不能包含C99的可变长数组的结构。
下面的例子说明了_block变量的作用：
__block int x = 123; // x lives in block storage
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void (^printXAndY)(int) = ^(int y) {
|
|
x = x + y;
|
printf("%d %d\n", x, y);
|
};
|
printXAndY(456); // prints: 579 456
|
// x is now 579
|
下面的例子显示了几种类型的变量块的相互作用：
extern NSInteger CounterGlobal;
|
static NSInteger CounterStatic;
|
|
{
|
NSInteger localCounter = 42;
|
__block char localCharacter;
|
|
void (^aBlock)(void) = ^(void) {
|
++CounterGlobal;
|
++CounterStatic;
|
CounterGlobal = localCounter; // localCounter fixed at block creation
|
localCharacter = 'a'; // sets localCharacter in enclosing scope
|
};
|
|
++localCounter; // unseen by the block
|
localCharacter = 'b';
|
|
aBlock(); // execute the block
|
// localCharacter now 'a'
|
}
|
对象和block变量
Block提供支持的Objective-C和C+ +的对象，和其他块，作为变量。
Objective-C 对象
在手动引用计数的环境， 复制块时，块内使用局部变量保留。Block内使用的局部变量引用技术将retain。如果您想覆盖一个特定对象变量的这种行为，你可以标记_block修饰符来修饰该变量。
如果您使用ARC，当block被copy时对象变量被保留，并自动释放，和延迟释放。
注：在垃圾收集的环境，如果你给变量同时使用_weak和_block修饰符，那么该block将无法确保是否还存在。
如果你在执行方法内使用block，实例变量对象的内存管理规则更加微妙：
-
如果您访问实例变量的参照，对象retain；
-
如果您访问实例变量的值，对象retain；
下面的例子说明了两种不同的情况：
dispatch_async(queue, ^{
|
// instanceVariable is used by reference, self is retained
|
doSomethingWithObject(instanceVariable);
|
});
|
|
|
id localVariable = instanceVariable;
|
dispatch_async(queue, ^{
|
// localVariable is used by value, localVariable is retained (not self)
|
doSomethingWithObject(localVariable);
|
});
|
调用block
如果你声明block作为一个变量，你可以像使用函数一样使用它，就像下面两个示例所示一样：
int (^oneFrom)(int) = ^(int anInt) {
|
return anInt - 1;
|
};
|
|
printf("1 from 10 is %d", oneFrom(10));
|
// Prints "1 from 10 is 9"
|
|
float (^distanceTraveled) (float, float, float) =
|
^(float startingSpeed, float acceleration, float time) {
|
|
float distance = (startingSpeed * time) + (0.5 * acceleration * time * time);
|
return distance;
|
};
|
|
float howFar = distanceTraveled(0.0, 9.8, 1.0);
|
// howFar = 4.9
|
然而，通常情况下，你使用block作为一个函数或方法的参数，在这些情况下，你通常创建一个块“内联”。
使用block作为函数参数
可以把block作为函数参数进行传递，就像其他参数一样。然后，很多时候你不需要声明block；而你只需把他们内联到需要使用block作为一个参数的地方。下面的例子使用了 qsort_b方法， qsort_b方法与标准的qsort_r类似，只是用Block作为它的最后一个参数。
char *myCharacters[3] = { "TomJohn", "George", "Charles Condomine" };
|
|
qsort_b(myCharacters, 3, sizeof(char *), ^(const void *l, const void *r) {
|
char *left = *(char **)l;
|
char *right = *(char **)r;
|
return strncmp(left, right, 1);
|
});
|
// Block implementation ends at "}"
|
|
// myCharacters is now { "Charles Condomine", "George", "TomJohn" }
|
请注意，该块包含在函数的参数列表。
下面的示例显示如何使用block的dispatch_apply函数。 dispatch_apply使用以下方式进行定义：
void dispatch_apply(size_t iterations, dispatch_queue_t queue, void (^block)(size_t));
|
功能是提交一个block到一个调度队列进行多次调用。它携带了三个参数；第一个参数指定执行的迭代的数量；第二个参数指定block被提交到哪个队列； 点歌参数就是block自身，反过来这需要一个参数迭代的当前索引。
可以使用dispatch_apply 分别打印出迭代索引，如下所示：
#include <dispatch/dispatch.h>
|
size_t count = 10;
|
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
|
|
dispatch_apply(count, queue, ^(size_t i) {
|
printf("%u\n", i);
|
});
|
使用block作为方法参数
Cocoa提供了一种方法，使用blocks。传递block作为参数与传递其他参数的方式是一样的。
下面的示例，确定一个数组前五个元素中任意一个在过滤集中的索引数。
NSArray *array = [NSArray arrayWithObjects: @"A", @"B", @"C", @"A", @"B", @"Z",@"G", @"are", @"Q", nil];
|
NSSet *filterSet = [NSSet setWithObjects: @"A", @"Z", @"Q", nil];
|
|
BOOL (^test)(id obj, NSUInteger idx, BOOL *stop);
|
|
test = ^ (id obj, NSUInteger idx, BOOL *stop) {
|
|
if (idx < 5) {
|
if ([filterSet containsObject: obj]) {
|
return YES;
|
}
|
}
|
return NO;
|
};
|
|
NSIndexSet *indexes = [array indexesOfObjectsPassingTest:test];
|
|
NSLog(@"indexes: %@", indexes);
|
|
/*
|
Output:
|
indexes: <NSIndexSet: 0x10236f0>[number of indexes: 2 (in 2 ranges), indexes: (0 3)]
|
*/
|
下方的例子是确定一个NSSet对象中是否包含有局部变量指定的一个单词，如果包含的话，设置另一个局部变量的值为YES。found也被声明为一个_block变量， 这个block是定义联：
__block BOOL found = NO;
|
NSSet *aSet = [NSSet setWithObjects: @"Alpha", @"Beta", @"Gamma", @"X", nil];
|
NSString *string = @"gamma";
|
|
[aSet enumerateObjectsUsingBlock:^(id obj, BOOL *stop) {
|
if ([obj localizedCaseInsensitiveCompare:string] == NSOrderedSame) {
|
*stop = YES;
|
found = YES;
|
}
|
}];
|
|
// At this point, found == YES
|
复制block
通常情况下，你不需要复制（或保留）一个块。如果你想要block在它的定义域被销毁后仍可以被使用，你仅仅只需要创建一个副本。复制移动block到堆中。.
你能用C函数来复制和释放block：
Block_copy();
|
Block_release();
|
如果你使用Objective-C，block的属性可以使用copy、retain、release和autorelease。
为了避免产生内存泄露，block的copy和retain的使用必须平衡。使用了copy和retain的地方必须进行release（autorelease除外）——除非在一个垃圾收集环境。
避免的模式
块文本（即，^{...}）是一个堆栈的本地数据结构的地址块。因此堆栈的本地数据结构的范围是封闭的复合语句，所以你应该避免使用下例中的模式：,
void dontDoThis() {
|
void (^blockArray[3])(void); // an array of 3 block references
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|
for (int i = 0; i < 3; ++i) {
|
blockArray[i] = ^{ printf("hello, %d\n", i); };
|
// WRONG: The block literal scope is the "for" loop
|
}
|
}
|
|
void dontDoThisEither() {
|
void (^block)(void);
|
|
int i = random():
|
if (i > 1000) {
|
block = ^{ printf("got i at: %d\n", i); };
|
// WRONG: The block literal scope is the "then" clause
|
}
|
// ...
|
}
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调试
在block中你可以设置断点进行单步调试。你可以从调用块内GDB会议调用一个block，如下例所示：
$ invoke-block myBlock 10 20
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如果你想传一个C字符串值，你必须使用引用。例如， 把这个字符串传到doSomethingWithString block中，你可以像下面这样写：
$ invoke-block doSomethingWithString "\"this string\""
|
|
