详解Objective-c Block运用

2012-07-01

详解Objective-c Block应用目前只有Mac 10.6 和iOS 4有支援。Block是由一堆可執行的程式組成，也可以稱做沒

详解Objective-c Block应用

目前只有Mac 10.6 和iOS 4有支援。Block是由一堆可執行的程式組成，也可以稱做沒有名字的Function (Anonymous function)

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详解Objective-c block应用是本文要介绍的内容，主要介绍的是Objective-c block应用，不多说，先来看详细内容。

Apple在C, Objective-C, C++加上Block這個延申用法。目前只有Mac 10.6 和iOS 4有支援。Block是由一堆可執行的程式組成，也可以稱做沒有名字的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/ 這個project得以支援Block語法。

Apple有一個叫做GCD(Grand Central Dispach)的新功能，用在同步處理(concurrency)的環境下有更好的效率。Block語法產生的動機就是來自於GCD，用Block包好一個工作量交給GCD，GCD有一個宏觀的視野可以來分配CPU，GPU，Memory的來下最好的決定。

Block 簡介

Block其實行為和Function很像，最大的差別是在可以存取同一個Scope的變數值。

Block 實體會長成這樣

^(傳入參數列) {行為主體};

Block實體開頭是"^"，接著是由小括號所包起來的參數列(比如 int a, int b, float c)，行為的主體由大括號包起來，專有名詞叫做block literal。行為主體可以用return回傳值，型別會被compiler自動辦識出來。如果沒有參數列要這樣寫(void)。
看個列子

^(int?a)?{return?a*a;};?

這是代表Block會回傳輸入值的平方值(int a 就是參數列，return a*a; 就是行為主體)。記得主體裡最後要加";"因為是敘述，而整個{}最後也要要加";"因為Block是個物件實體。

用法就是

int?result?=?^(int?a)?{return?a*a;}?(5);?

很怪吧。後面小括號裡的5 會被當成a的輸入值然後經由Block輸出5*5 = 25指定給result這個變數。

有沒有簡單一點的方法不然每次都要寫這麼長？有。接下來要介紹一個叫Block Pointer的東西來簡化我們的寫法。

Block Pointer是這樣宣告的

回傳值 (^名字) (參數列);

直接來看一個列子

int?(^square)?(int);? ?//?有一個叫square的Block?Pointer，其所指向的Block是有一個int?輸入和?int?輸出 ?
square?=?^(int?a?)?{return?a*a?;};?//?將剛剛Block?實體指定給?square?

使用Block Pointer的例子

int result = square(5); // 感覺上不就是funtion的用法嗎？也可以把Block Pointer當成參數傳給一個function，比如說

void?myFuction(?int?(^mySquare)?(int)?);?//?function?的宣告

傳入一個有一個int輸入和int輸出的Block 型別的參數

呼叫這個myFunction的時候就是這樣呼叫

int?(^mySqaure)?(int)?=?^(int?a)?{return?a*a;}; ?//?先給好一個有實體的block?pointer叫mySquare ?
myFunction(?mySqaure?)?;?//把mySquare這個block?pointer給myFunction這個function?

或是不用block pointer 直接給一個block 實體，就這樣寫

myFunction(??^(int?a)?{return?a*a}?)?;?

當成Objective-C method 的傳入值的話都是要把型別寫在變數前面然後加上小括號，因些應該就要這樣寫

-(void)?objcMethod:(?int?(^)?(int)?)?square;?//?square?變數的型別是?int?(^)?(int)?

讀文至此是不是對Block有基本的認識？接下來我們要談談Block相關的行為和特色

首先是來看一下在Block裡面存取外部變數的方法

存取變數

1. 可以讀取和Block pointer同一個scope的變數值：

{ ?int?outA?=?8; ?
int?(^myPtr)?(int)?=?^(int?a)?{return?outA+a;}; ?//?block?裡面可以讀同一個scope的outA的值 ?
int?result?=?myPtr(3);?//?result?is?11 ?}?

我們再來看一個很有趣的例子

{ ?int?outA?=?8; ?
int?(^myPtr)?(int)?=?^(int?a)?{return?outA+a;}; ?//?block?裡面可以讀同一個scope的outA的值 ?
outA?=?5;?//?在呼叫myPtr之前改變outA的值 ?int?result?=?myPtr(3);?//?result?的值還是?11並不是?8 ?
}?

事實上呢，myPtr在其主體用到outA這個變數值的時候是做了一個copy的動作把outA的值copy下來。所以之後outA即使換了新的值對於myPtr裡copy的值是沒有影響到的。
?
要注意的是，這個指的值是變數的值，如果這個變數的值是一個記憶體的位置，換句話說，這個變數是個pointer的話，它指到的值是可以在block裡被改變的。

{ ?????????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裡被更改mutableArray所指向的物件後，mutableArray的值就會被成{@"one",@"two"}

2. 直接存取static 的變數

{ ?static?int?outA?=?8; ?
int?(^myPtr)?(int)?=?^(int?a)?{return?outA+a;}; ?//?block?裡面可以讀同一個scope的outA的值 ?
outA?=?5;?//?在呼叫myPtr之前改變outA的值 ?int?result?=?myPtr(3);?//?result?的值是?8，因為outA是個static?變數會直接反應其值 ?
}?

甚至可以在block裡面直接改變outA的值比如這樣寫

{ ?static?int?outA?=?8; ?
int?(^myPtr)?(int)?=?^(int?a)?{?outA=?5;?return?outA+a;}; ?//?block?裡面改變outA的值 ?
int?result?=?myPtr(3);?//?result?的值是?8，因為outA是個static?變數會直接反應其值 ?}?

3. Block Variable

在某個變數前面如果加上修飾字__block 的話(注意block前有兩個下底線)，這個變數又稱為block variable。那麼在block裡就可以任意修改此變數值，變數值的改變也可以知道。

{ ?????__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); ?}?

因為myPtr和myPtr2都有用到num這個block variable，最後result的值就會是7

生命周期和記憶體管理

因為block也是繼承自NSObject，所以其生命周期和記憶體的管理也就非常之重要。

block一開始都是被放到stack裡，換句話說其生命周期隨著method或function結束就會被回收，和一般變數的生命周期一樣。

關於記憶體的管理請遵循這幾個要點

1. block pointer的實體會在method或function結束後就會被清掉

2. 如果要保存block pointer的實體要用-copy指令，這樣block pointer就會被放到heap裡

（1）block 主體裡用到的block variable 也會被搬到heap 而有新的記憶體位置，且一並更新有用到這個block variable 的block都指到新的位置
???
（2）一般的variable值會被copy
???
（3）如果主體裡用到的variable是object的話，此object會被retain, block release時也會被release
???
（4）block variable 裡用到的object是不會被retain的

首先來看一下這個例子

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裡產生的block再指定給main function的outBlock變數，執行這個程式會得到

Segmentation?fault?

(註：有時候把 genBlock裡的a 去掉就可以跑出結果的情形，這是系統cache住記憶體，並不是inBlock真得一直存在，久了還是會被回收，千萬不要以為是對的寫法)
表示我們用到了不該用的記憶體，在這個例子的情況下是在genBlock裡的inBlock變數在return的時候就被回收了，outBlock無法有一個合法的記憶體位置-retainCount就沒意義了。

如果這個時候需要保留inBlock的值就要用-copy指令，將genBlock改成

?MyBlock?genBlock()?{ ?????????int?a?=?3; ?
????????MyBlock?inBlock?=?^(int?n)?{ ?????????????????return?n*a; ?
????????}; ?????????return?[inBlock?copy]??; ?
}?

這樣[inBlock copy]的回傳值就會被放到heap，就可以一直使用(記得要release)

執行結果是

result?is?1 ?result?is?15?

再次提醒要記得release outBlock。

如果一回傳[inBlock copy]的值就不再需要的時候可以這樣寫

?MyBlock?genBlock()?{ ?????????int?a?=?3; ?
????????MyBlock?inBlock?=?^(int?n)?{ ?????????????????return?n*a; ?
????????}; ?????????return?[[inBlock?copy]?autorelease]?; ?
}?

-copy指令是為了要把block 從stack搬到heap，autorelease是為了平衝retainCount加到autorelease oop ，回傳之後等到事件結束就清掉。

接下來是block存取到的local variable是個物件的型別，然後做copy 指令時

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]?; ?
}?

結果會印出

retain?count?of?string?2?

這個結果和上面2.3提到的一樣，local variable被retain了

那再來試試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]?; ?
}?

執行的結果就是會

retain?count?of?string?1

Block Copying注意事項

如果在Class method裡面做copying block動作的話

1. 在Block裡如果有直接存取到self，則self會被retain

2. 在Block裡如果取存到instance variable (無論直接或是從accessor)，則self會被retain

3. 取存到local variable所擁有的object時，這個object會被retain

讓我們來看一個自訂的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 裡使用如下

MyObject?*?mObj?=?[[MyObject?alloc]?initWithTitle:@"Car"]; ?NSLog(@"retainCount?of?MyObject?is??%d",[mObj?retainCount]??); ?
[mObj?logName];?

其執行的結果為

retainCount?of?MyObject?is??2?==Car==?

因為在MyObject的建構子裡myLog這個block pointer用了title這個instance variable然後就會retain self也就是MyObject的物件。

盡量不要這樣寫，會造成retain cycle，改善的方法是把建構子改成這樣

-(id)?initWithTitle:(NSString?*?)?newTitle{ ?????????if(self?=?[super?init]){ ?
????????????????title?=?newTitle; ?????????????????myLog?=?[^(NSString?*?deco)?{?NSLog(@"%@%@%@",deco,?newTitle,?deco?);}?copy]; ?
????????} ?????????return?self; ?
}?

在Block主體裡用newTitle這個變數而不是title。這樣self就不會被retain了。

最後談一個小陷井

void?(^myLog)?(void);? ?BOOL?result?; ?
if(result) ?????myLog?=?^?{NSLog(@"YES");}; ?
?else ?
????myLog?=?^?{NSLog(@"NO");}; ??
myLog();?

這樣很可能就會當掉了，因為myLog 實體在if 或是else結束後就被清掉了。要記得。

要用copy來解決這個問題，但要記得release

小结：详解Objective-c block应用的内容介绍完了，希望本文对你有所帮助！更多相关内容请参考编辑推荐。

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