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使用了与函数相同的机制: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。
1 // main.m 2 #import <Foundation/Foundation.h> 3 4 int main(int argc, const char * argv[]) { 5 @autoreleasepool { 6 // Declare the block variable 7 double (^distanceFromRateAndTime)(double rate, double time); 8 9 // Create and assign the block 10 distanceFromRateAndTime = ^double(double rate, double time) { 11 return rate * time; 12 }; 13 // Call the block 14 double dx = distanceFromRateAndTime(35, 1.5); 15 16 NSLog(@"A car driving 35 mph will travel " 17 @"%.2f miles in 1.5 hours.", dx); 18 } 19 return 0; 20 }
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^ { … }:
1 double (^randomPercent)(void) = ^ { 2 return (double)arc4random() / 4294967295; 3 }; 4 NSLog(@"Gas tank is %.1f%% full", 5 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:
1 NSString *make = @"Honda"; 2 NSString *(^getFullCarName)(NSString *) = ^(NSString *model) { 3 return [make stringByAppendingFormat:@" %@", model]; 4 }; 5 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:
1 NSString *make = @"Honda"; 2 NSString *(^getFullCarName)(NSString *) = ^(NSString *model) { 3 return [make stringByAppendingFormat:@" %@", model]; 4 }; 5 NSLog(@"%@", getFullCarName(@"Accord")); // Honda Accord 6 7 // Try changing the non-local variable (it won‘t change the block) 8 make = @"Porsche"; 9 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:
1 __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
这跟普通函数中的静态局部变量(static local variable)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。
1 __block int i = 0; 2 int (^count)(void) = ^ { 3 i += 1; 4 return i; 5 }; 6 NSLog(@"%d", count()); // 1 7 NSLog(@"%d", count()); // 2 8 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。
1 // Car.h 2 #import <Foundation/Foundation.h> 3 4 @interface Car : NSObject 5 6 @property double odometer; 7 8 - (void)driveForDuration:(double)duration 9 withVariableSpeed:(double (^)(double time))speedFunction 10 steps:(int)numSteps; 11 12 @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。
1 // Car.m 2 #import "Car.h" 3 4 @implementation Car 5 6 @synthesize odometer = _odometer; 7 8 - (void)driveForDuration:(double)duration 9 withVariableSpeed:(double (^)(double time))speedFunction 10 steps:(int)numSteps { 11 double dt = duration / numSteps; 12 for (int i=1; i<=numSteps; i++) { 13 _odometer += speedFunction(i*dt) * dt; 14 } 15 } 16 17 @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。
1 // main.m 2 #import <Foundation/Foundation.h> 3 #import "Car.h" 4 5 int main(int argc, const char * argv[]) { 6 @autoreleasepool { 7 Car *theCar = [[Car alloc] init]; 8 9 // Drive for awhile with constant speed of 5.0 m/s 10 [theCar driveForDuration:10.0 11 withVariableSpeed:^(double time) { 12 return 5.0; 13 } steps:100]; 14 NSLog(@"The car has now driven %.2f meters", theCar.odometer); 15 16 // Start accelerating at a rate of 1.0 m/s^2 17 [theCar driveForDuration:10.0 18 withVariableSpeed:^(double time) { 19 return time + 5.0; 20 } steps:100]; 21 NSLog(@"The car has now driven %.2f meters", theCar.odometer); 22 } 23 return 0; 24 }
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。
1 // Car.h 2 #import <Foundation/Foundation.h> 3 4 // Define a new type for the block 5 typedef double (^SpeedFunction)(double); 6 7 @interface Car : NSObject 8 9 @property double odometer; 10 11 - (void)driveForDuration:(double)duration 12 withVariableSpeed:(SpeedFunction)speedFunction 13 steps:(int)numSteps; 14 15 @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。
本文转自:http://www.cocoachina.com/industry/20130710/6569.html
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