Block
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 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 2.1 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 2.2 一般的variable值會被copy 2.3 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 2.4 __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 1Block 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();