iOS 開發：『Blocks』詳盡總結 （一）基本使用
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文中 Demo 地址：傳送門git
本文用來介紹 iOS開發中 『Blocks』的基本使用。經過本文您將瞭解到：github
- 什麼是 Blocks ？
- Blocks 變量語法
- Blocks 變量的聲明與賦值
- Blocks 變量截獲局部變量值特性
- 使用 __block 說明符
- Blocks 變量的循環引用以及如何避免
1. 什麼是 Blocks ？
一句話總結：Blocks 是帶有 局部變量 的 匿名函數（不帶名稱的函數）。編程
Blocks 也被稱做 閉包、代碼塊。展開來說，Blocks 就是一個代碼塊，把你想要執行的代碼封裝在這個代碼塊裏，等到須要的時候再去調用。bash
下邊咱們先來理解 局部變量、匿名函數 的含義。多線程
1.1 局部變量
在 C 語言中，定義在函數內部的變量稱爲 局部變量。它的做用域僅限於函數內部， 離開該函數後就是無效的，再使用就會報錯。閉包
int x, y; // x，y 爲全局變量
int fun(int a) {
int b, c; //a，b，c 爲局部變量
return a+b+c;
}
int main() {
int m, n; // m，n 爲局部變量
return 0;
}
複製代碼
從上邊的代碼中，咱們能夠看出：函數
- 咱們在開始位置定義了變量 x 和 變量 y。 x 和 y 都是全局變量。它們的做用域默認是整個程序，也就是全部的源文件，包括 .c 和 .h 文件。
- 而咱們在 fun() 函數中定義了變量 a、變量 b、變量 c。它們的做用域是 fun() 函數。只能在 fun() 函數內部使用，離開 fun() 函數就是無效的。
- 同理，main() 函數中的變量 m、變量 n 也只能在 main() 函數內部使用。
1.2 匿名函數
匿名函數指的是不帶有名稱的函數。可是 C 語言中不容許存在這樣的函數。post
在 C 語言中，一個普通的函數長這樣子：
int fun(int a);
複製代碼
fun 就是這個函數的名稱，在調用的時候必需要使用該函數的名稱 fun 來調用。
int result = fun(10);
複製代碼
在 C 語言中，咱們還能夠經過函數指針來直接調用函數。可是在給函數指針賦值的時候，一樣也是須要知道函數的名稱。
int (*funPtr)(int) = &fun;
int result = (*funPtr)(10);
複製代碼
而咱們經過 Blocks，能夠直接使用函數，不用給函數命名。
2. Blocks 變量語法
咱們使用
^運算符來聲明 Blocks 變量，並將 Blocks 對象主體部分包含在{}中，同時，句尾加;表示結尾。
下邊來看一個官方的示例：
int multiplier = 7;
int (^ myBlock)(int)= ^(int num) {
return num * multiplier;
};
複製代碼
這個 Blocks 示例中，myBlock 是聲明的塊對象，返回類型是 整型值，myBlock 塊對象有一個 參數，參數類型爲整型值，參數名稱爲 num。myBlock 塊對象的 主體部分 爲 return num * multiplier;，包含在 {} 中。
參考上面的示例，咱們能夠將 Blocks 表達式語法表述爲：
^ 返回值類型 (參數列表) { 表達式 };
例如，咱們能夠寫出這樣的 Block 語法：
^ int (int count) { return count + 1; };
複製代碼
Blocks 規定能夠省略好多項目。例如：返回值類型、參數列表。若是用不到，均可以省略。
2.1 省略返回值類型：^ (參數列表) { 表達式 };
上邊的 Blocks 語法就能夠寫爲：
^ (int count) { return count + 1; };
複製代碼
表達式中，return 語句使用的是 count + 1 語句的返回類型。若是表達式中有多個 return 語句，則全部 return 語句的返回值類型必須一致。
若是表達式中沒有 return 語句，則能夠用 void 表示，或者也省略不寫。代碼以下：。
^ void (int count) { printf("%d\n", count); }; // 返回值類型使用 void
^ (int count) { printf("%d\n", count); }; // 省略返回值類型
複製代碼
## 2.2 省略參數列表 ^ 返回值類型 (void) { 表達式 };
若是表達式中，沒有使用參數，則用 void 表示，也能夠省略 void。
^ int (void) { return 1; }; // 參數列表使用 void
^ int { return 1; }; // 省略參數列表類型
複製代碼
## 2.3 省略返回值類型、參數列表：^ { 表達式 };
從上邊 2.1 中能夠看出，不管有無返回值，均可以省略返回值類型。而且，從 2.2 中能夠看出，若是不須要參數列表的話，也能夠省略參數列表。則代碼能夠簡化爲：
^ { printf("Blocks"); };
複製代碼
3. Blocks 變量的聲明與賦值
3.1 Blocks 變量的聲明與賦值語法
Blocks 變量的聲明與賦值語法能夠總結爲：
返回值類型 (^變量名) (參數列表) = Blocks 表達式
注意：此處返回值類型不能夠省略，若無返回值，則使用 void 做爲返回值類型。
例如，定義一個變量名爲 blk 的 Blocks 變量：
int (^blk) (int) = ^(int count) { return count + 1; };
int (^blk1) (int); // 聲明變量名爲 blk1 的 Blocks 變量
blk1 = blk; // 將 blk 賦值給 blk1
複製代碼
Blocks 變量的聲明語法有點複雜，其實咱們能夠和 C 語言函數指針的聲明類比着來記。
Blocks 變量的聲明就是把聲明函數指針類型的變量
*變爲^。
// C 語言函數指針聲明與賦值
int func (int count) {
return count + 1;
}
int (*funcptr)(int) = &func;
// Blocks 變量聲明與賦值
int (^blk) (int) = ^(int count) { return count + 1; };
複製代碼
3.2 Blocks 變量的聲明與賦值的使用
3.2.1 做爲局部變量：返回值類型 (^變量名) (參數列表) = 返回值類型 (參數列表) { 表達式 };
咱們能夠把 Blocks 變量做爲局部變量，在必定範圍內（函數、方法內部）使用。
// Blocks 變量做爲本地變量
- (void)useBlockAsLocalVariable {
void (^myLocalBlock)(void) = ^{
NSLog(@"useBlockAsLocalVariable");
};
myLocalBlock();
}
複製代碼
3.2.2 做爲帶有 property 聲明的成員變量：@property (nonatomic, copy) 返回值類型 (^變量名) (參數列表);
做用相似於 delegate，實現 Blocks 回調。
/* Blocks 變量做爲帶有 property 聲明的成員變量 */
@property (nonatomic, copy) void (^myPropertyBlock) (void);
// Blocks 變量做爲帶有 property 聲明的成員變量
- (void)useBlockAsProperty {
self.myPropertyBlock = ^{
NSLog(@"useBlockAsProperty");
};
self.myPropertyBlock();
}
複製代碼
3.2.3 做爲 OC 方法參數：- (void)someMethodThatTaksesABlock:(返回值類型 (^)(參數列表)) 變量名;
能夠把 Blocks 變量做爲 OC 方法中的一個參數來使用，一般 blocks 變量寫在方法名的最後。
// Blocks 變量做爲 OC 方法參數
- (void)someMethodThatTakesABlock:(void (^)(NSString *)) block {
block(@"someMethodThatTakesABlock:");
}
複製代碼
3.2.4 調用含有 Block 參數的 OC方法：[someObject someMethodThatTakesABlock:^返回值類型 (參數列表) { 表達式}];
// 調用含有 Block 參數的 OC方法
- (void)useBlockAsMethodParameter {
[self someMethodThatTakesABlock:^(NSString *str) {
NSLog(@"%@",str);
}];
}
複製代碼
經過 3.2.3 和 3.2.4 中，Blocks 變量做爲 OC 方法參數的調用，咱們一樣能夠實現相似於 delegate 的做用，即 Blocks 回調（後邊應用場景中會講）。
3.2.5 做爲 typedef 聲明類型：
typedef 返回值類型 (^聲明名稱)(參數列表);
聲明名稱 變量名 = ^返回值類型(參數列表) { 表達式 };
複製代碼
// Blocks 變量做爲 typedef 聲明類型
- (void)useBlockAsATypedef {
typedef void (^TypeName)(void);
// 以後就可使用 TypeName 來定義無返回類型、無參數列表的 block 了。
TypeName myTypedefBlock = ^{
NSLog(@"useBlockAsATypedef");
};
myTypedefBlock();
}
複製代碼
4. Blocks 變量截獲局部變量值特性
先來看一個例子。
// 使用 Blocks 截獲局部變量值
- (void)useBlockInterceptLocalVariables {
int a = 10, b = 20;
void (^myLocalBlock)(void) = ^{
printf("a = %d, b = %d\n",a, b);
};
myLocalBlock(); // 打印結果：a = 10, b = 20
a = 20;
b = 30;
myLocalBlock(); // 打印結果：a = 10, b = 20
}
複製代碼
爲何兩次打印結果都是 a = 10, b = 20？
明明在第一次調用 myLocalBlock(); 以後已經從新給變量 a、變量 b 賦值了，爲何第二次調用 myLocalBlock(); 的時候，使用的仍是以前對應變量的值？
由於 Block 語法的表達式使用的是它以前聲明的局部變量 a、變量 b。Blocks 中，Block 表達式截獲所使用的局部變量的值，保存了該變量的瞬時值。因此在第二次執行 Block 表達式時，即便已經改變了局部變量 a 和 b 的值，也不會影響 Block 表達式在執行時所保存的局部變量的瞬時值。
這就是 Blocks 變量截獲局部變量值的特性。
5. 使用 __block 說明符
實際上，在使用 Block 表達式的時候，只能使用保存的局部變量的瞬時值，並不能直接對其進行改寫。直接修改編譯器會直接報錯，以下圖所示。
那麼若是，咱們想要該寫 Block 表達式中截獲的局部變量的值，該怎麼辦呢？
若是，咱們想在 Block 表達式中，改寫 Block 表達式以外聲明的局部變量，須要在該局部變量前加上 __block 的修飾符。
這樣咱們就能實現：在 Block 表達式中，爲表達式外的局部變量賦值。
// 使用 __block 說明符修飾，更改局部變量值
- (void)useBlockQualifierChangeLocalVariables {
__block int a = 10, b = 20;
void (^myLocalBlock)(void) = ^{
a = 20;
b = 30;
printf("a = %d, b = %d\n",a, b); // 打印結果：a = 20, b = 30
};
myLocalBlock();
}
複製代碼
能夠看到，使用 __block 說明符修飾以後，咱們在 Block表達式中，成功的修改了局部變量值。
根據評論區增補一點：若是 Blocks 截獲的是 Objective-C 對象，例如 NSMutablearray 類對象，對該對象調用變動的方法是不會編譯報錯的（例如調用
addObject:方法）。可是若是對其調用賦值的方法，則會編譯報錯，就必需要加上 __block 說明符進行修飾了。
6. Blocks 變量的循環引用以及如何避免
從上文中咱們知道 Block 會對引用的局部變量進行持有。一樣，若是 Block 也會對引用的對象進行持有，從而會致使相互持有，引發循環引用。
/* —————— retainCycleBlcok.m —————— */
#import <Foundation/Foundation.h>
#import "Person.h"
int main() {
Person *person = [[Person alloc] init];
person.blk = ^{
NSLog(@"%@",person);
};
return 0;
}
/* —————— Person.h —————— */
#import <Foundation/Foundation.h>
typedef void(^myBlock)(void);
@interface Person : NSObject
@property (nonatomic, copy) myBlock blk;
@end
/* —————— Person.m —————— */
#import "Person.h"
@implementation Person
@end
複製代碼
上面 retainCycleBlcok.m 中 main() 函數的代碼會致使一個問題：person 持有成員變量 myBlock blk，而 blk 也同時持有成員變量 person，二者互相引用，永遠沒法釋放。就形成了循環引用問題。
那麼，如何來解決這個問題呢？
6.1 ARC 下，經過 __weak 修飾符來消除循環引用
在 ARC 下，可聲明附有 __weak 修飾符的變量，並將對象賦值使用。
int main() {
Person *person = [[Person alloc] init];
__weak typeof(person) weakPerson = person;
person.blk = ^{
NSLog(@"%@",weakPerson);
};
return 0;
}
複製代碼
這樣，經過 __weak，person 持有成員變量 myBlock blk，而 blk 對 person 進行弱引用，從而就消除了循環引用。
6.2 MRC 下，經過 __block 修飾符來消除循環引用
MRC 下，是不支持 __weak 修飾符的。可是咱們能夠經過 __block 來消除循環引用。
int main() {
Person *person = [[Person alloc] init];
__block typeof(person) blockPerson = person;
person.blk = ^{
NSLog(@"%@", blockPerson);
};
return 0;
}
複製代碼
經過 __block 引用的 blockPerson，是經過指針的方式來訪問 person，而沒有對 person 進行強引用，因此不會形成循環引用。
參考資料
- 書籍：『Objective-C 高級編程 iOS 與OS X 多線程和內存管理』
- 博文：How Do I Declare A Block in Objective-C?
以上是 iOS 開發：『Blocks』詳盡總結 （一）基本使用 的所有內容，能夠用來了解 Block，入門使用。下一篇咱們經過 Block 由 OC 代碼轉變的 C++ 源碼來抽絲剝繭的講一下 Block 的底層原理。
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