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初识block
阅读量:4108 次
发布时间:2019-05-25

本文共 6822 字,大约阅读时间需要 22 分钟。

初识block

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 本文转自的博客:

小引

本周末微博上朋友发了一个关于block的MV,只能说老外太逗了。大家也可以去看看怎么回事: 。虽然之前也有接触过block,不过没有深入完整的学习过,借此机会来学习一下,顺便翻译几篇block相关的文章,本文是第一篇,算是block的入门。本文的最后延伸阅读给出了4篇相关文章,不出意外的话,本周大家能看到对应的中文版。
 
目录
Block简介
Block的创建
不带参数的Block
Block的闭包性(closure)
修改非局部变量
Block作为函数的参数
定义Block类型
总结
延伸阅读
 
正文
Block简介
我们可以把Block当做Objective-C的匿名函数。Block允许开发者在两个对象之间将任意的语句当做数据进行传递,往往这要比引用定义在别处的函数直观。另外,block的实现具有封闭性(closure),而又能够很容易获取上下文的相关状态信息。
 
Block的创建
实际上,block使用了与 相同的机制:可以像声明函数一样,来声明一个bock变量;可以利用定义一个函数的方法来定义一个block;也可以将block当做一个函数来调用。
// main.m  
#import 
 
  
int main(int argc, const char * argv[]) { 
    @autoreleasepool { 
        // Declare the block variable 
        double (^distanceFromRateAndTime)(double rate, double time); 
  
        // Create and assign the block 
        distanceFromRateAndTime = ^double(double rate, double time) { 
            return rate * time; 
        }; 
        // Call the block 
        double dx = distanceFromRateAndTime(35, 1.5); 
  
        NSLog(@"A car driving 35 mph will travel " 
              @"%.2f miles in 1.5 hours.", dx); 
    } 
    return 0; 
 在上面的代码中,利用插入符(^)将distanceFromRateAndTime变量标记为一个block。就像声明函数一样,需要包含返回值的类型,以及参数的类型,这样编译器才能安全的进行强制类型转换。插入符(^)跟指针(例如 int *aPointer)前面的星号(*)类似——只是在声明的时候需要使用,之后用法跟普通的变量一样。
 
block的定义本质上跟函数一样——只不过不需要函数名。block以签名字符串开始:^double(double rate, double time)标示返回一个double,以及接收两个同样为double的参数(如果不需要返回值,可以忽略掉)。在签名后面是一个大括弧({}),在这个括弧里面可以编写任意的语句代码,这跟普通的函数一样。
 
当把block赋值给distanceFromRateAndTime后,我们就可以像调用函数一样调用这个变量了。
 
不带参数的Block
如果block不需要任何的参数,那么可以忽略掉参数列表。另外,在定义block的时候,返回值的类型也是可选的,所以这样情况下,block可以简写为^ { … }:
double (^randomPercent)(void) = ^ {  
    return (double)arc4random() / 4294967295; 
}; 
NSLog(@"Gas tank is %.1f%% full", 
      randomPercent() * 100); 
 
在上面的代码中,利用内置的arc4random()方法返回一个32位的整型随机数——为了获得0-1之间的一个值,通过除以arc4random()方法能够获取到的最大值(4294967295)。
 
到现在为止,block看起来可能有点像利用一种复杂的方式来定义一个方法。事实上,block是被设计为闭包的(closure)——这就提供了一种新的、令人兴奋的编程方式。
 
Block的闭包性(closure)
在block内部,可以像普通函数一样访问数据:局部变量、传递给block的参数,全局变量/函数。并且由于block具有闭包性,所以还能访问非局部变量(non-local variable)。非局部变量定义在block之外,但是在block内部有它的作用域。例如,getFullCarName可以使用定义在block前面的make变量:
NSString *make = @"Honda";  
NSString *(^getFullCarName)(NSString *) = ^(NSString *model) { 
    return [make stringByAppendingFormat:@" %@", model]; 
}; 
NSLog(@"%@", getFullCarName(@"Accord"));    // Honda Accord 
 
非局部变量会以const变量被拷贝并存储到block中,也就是说block对其是只读的。如果尝试在block内部给make变量赋值,会抛出编译器错误。
以const拷贝的方式访问非局部变量,意味着block实际上并不是真正的访问了非局部变量——只不过在block中创建了非局部变量的一个快照。当定义block时,无论非局部变量的值是什么,都将被冻结,并且block会一直使用这个值,即使在之后的代码中修改了非局部变量的值。下面通过代码来看看,在创建好block之后,修改make变量的值,会发生什么:
NSString *make = @"Honda";  
NSString *(^getFullCarName)(NSString *) = ^(NSString *model) { 
    return [make stringByAppendingFormat:@" %@", model]; 
}; 
NSLog(@"%@", getFullCarName(@"Accord"));    // Honda Accord 
  
// Try changing the non-local variable (it won't change the block) 
make = @"Porsche"; 
NSLog(@"%@", getFullCarName(@"911 Turbo")); // Honda 911 Turbo 
 
block的闭包性为block与上下文交互的时候带来极大的便利性,当block需要额外的数据时,可以避免使用参数——只需要简单的使用非局部变量即可。
 
修改非局部变量
冻结中的非局部变量是一个常量值,这也是一种默认的安全行为——因为这可以防止在block中的代码对非局部变量做了意外的修改。那么如果我们希望在block中对非局部变量值进行修改要如何做呢——用__block存储修饰符(storage modifier)来声明非局部变量:
__block NSString *make = @"Honda"; 
这将告诉block对非局部变量做引用处理,在block外部make变量和内部的make变量创建一个直接的链接(direct link)。现在就可以在block外部修改make,然后反应到block内部,反过来,也是一样。
 
通过引用的方式访问非局部变量
这跟普通函数中的 类似,用__block修饰符声明的变量可以记录着block多次调用的结果。例如下面的代码创建了一个block,在block中对i进行累加。
__block int i = 0;  
int (^count)(void) = ^ { 
    i += 1; 
    return i; 
}; 
NSLog(@"%d", count());    // 1 
NSLog(@"%d", count());    // 2 
NSLog(@"%d", count());    // 3 
 
Block作为函数的参数
把block存储在变量中有时候非常有用,比如将其用作函数的参数。这可以解决类似函数指针能解决的问题,不过我们也可以定义内联的block,这样代码更加易读。
 
例如下面Car interface中声明了一个方法,该方法用来计算汽车的里程数。这里并没有强制要求调用者给该方法传递一个常量速度,相反可以改方法接收一个block——该block根据具体的时间来定义汽车的速度。
// Car.h  
#import 
 
  
@interface Car : NSObject 
  
@property double odometer; 
  
- (void)driveForDuration:(double)duration 
       withVariableSpeed:(double (^)(double time))speedFunction 
                   steps:(int)numSteps; 
  
@end 
 
上面代码中block的数据类型是double (^)(double time),也就是说block的调用者需要传递一个double类型的参数,并且该block的返回值为double类型。注意:上面代码中的语法基本与本文开头介绍的block变量声明相同,只不过没有变量名字。
 
在函数的实现里面可以通过speedFunction来调用block。下面的示例通过算法计算出汽车行驶的大约距离。其中steps参数是由调用者确定的一个准确值。
// Car.m  
#import "Car.h" 
  
@implementation Car 
  
@synthesize odometer = _odometer; 
  
- (void)driveForDuration:(double)duration 
       withVariableSpeed:(double (^)(double time))speedFunction 
                   steps:(int)numSteps { 
    double dt = duration / numSteps; 
    for (int i=1; i<=numSteps; i++) { 
        _odometer += speedFunction(i*dt) * dt; 
    } 
  
@end 
 
在下面的代码中,有一个main函数,在main函数中block定义在另一个函数的调用过程中。虽然理解其中的语法需要话几秒钟时间,不过这比起另外声明一个函数,再定义withVariableSpeed参数要更加直观。
// main.m  
#import 
 
#import "Car.h" 
  
int main(int argc, const char * argv[]) { 
    @autoreleasepool { 
        Car *theCar = [[Car alloc] init]; 
  
        // Drive for awhile with constant speed of 5.0 m/s 
        [theCar driveForDuration:10.0 
               withVariableSpeed:^(double time) { 
                           return 5.0; 
                       } steps:100]; 
        NSLog(@"The car has now driven %.2f meters", theCar.odometer); 
  
        // Start accelerating at a rate of 1.0 m/s^2 
        [theCar driveForDuration:10.0 
               withVariableSpeed:^(double time) { 
                           return time + 5.0; 
                       } steps:100]; 
        NSLog(@"The car has now driven %.2f meters", theCar.odometer); 
    } 
    return 0; 
 
上面利用一个简单的示例演示了block的通用性。在iOS的SDK中有许多API都利用了block的其它一些功能。NSArray的sortedArrayUsingComparator:方法可以使用一个block对元素进行排序,而UIView的animateWithDuration:animations:方法使用了一个block来定义动画的最终状态。此外,block在并发编程中具有强大的作用。
 
定义Block类型
由于block数据类型的语法会很快把函数的声明搞得难以阅读,所以经常使用typedef对block的签名(signature)做处理。例如,下面的代码创建了一个叫做SpeedFunction的新类型,这样我们就可以对withVariableSpeed参数使用一个更加有语义的数据类型。
// Car.h  
#import 
 
  
// Define a new type for the block 
typedef double (^SpeedFunction)(double); 
  
@interface Car : NSObject 
  
@property double odometer; 
  
- (void)driveForDuration:(double)duration 
       withVariableSpeed:(SpeedFunction)speedFunction 
                   steps:(int)numSteps; 
  
@end 
 
许多标准的Objective-C框架也使用了这样的技巧,例如NSComparator。
 
总结
Block不仅提供了C函数同样的功能,而且block看起来更加直观。block可以定义为内联(inline),这样在函数内部调用的时候就非常方便,由于block具有闭包性(closure),所以block可以很容易获得上下文信息,而又不会对这些数据产生负面影响。
 
延伸阅读

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