block(代码块)的介绍以及使用方法和变量之间的关系

• • Block是什么？
    • Block的功能
  • Block的用法
  • 如何声明和定义Block
    • 直接使用Block
    • Block和Cocoa
  • block和变量之间的关系
    • 关于 __block 的进一步讨论
    • __block 和Object C对象之间的关系
    • __block 和C++对象之间的关系

Block是什么？

Block是C语言的一个语法特性，同时也是C语言的运行时特性，它很像C中的函数指针，因为你可以像使用函数指针一样的去使用block对象；它也很像C++中的函数对象，因为除了要执行的代码，block还可以携带和block绑定的状态信息。

因此，block是一个对象，这个对象里包含了要执行的代码片段以及一些状态信息。

MacOSX 10.6和iOS 4.0以上版本的Xcode开发包提供了对block的支持。

Block的功能

block是一片具有以下特性的内联代码片段集合:

• 可以像函数一样有类型参数；
• 可以声明或推算出一个返回类型；
• 可以访问和block定义在同一个词法范围里的变量（即Status）；
• 可以修改同一个词法范围里的变量；
• 同一个词法范围的block之间可以共享变量和变量的修改结果；
• 当栈被摧毁后，栈里的block依旧可以保持状态信息；

Block的用法

作为一个自包含的代码片段，由于以下特性，block很适合作为回调函数的替代方案：

• 你可以在方法的下上文中，调用block的地方直接编写构成block的代码片段；
• block可以访问局部变量；

如何声明和定义Block

你可以通过^操作符定义一个block类型的变量，用{}来圈定block的代码片段，如下图所示：

再次声明：block可以访问和block定义在同一个词法范围里的变量。

int multiplier = 7;
int (^myBlock)(int) = ^(int num) { return num * multipiler; }

printf("%d", myBlock(3)); // prints "21"

直接使用Block

在更多的时候，你并不需要定义自己的Block类型，而是在API中直接编写block代码片段，例如:qsort_b。

char *myCharacter[3] = { "safari", "ie", "chrome" };
qsort_b(myCharacter, 3, sizeof(char *), ^(const void *l, const void *r) {
    char *left = *(char **)l;
    char *right = *(char **)r;
    return strncmp(left, right, 1);
});

Block和Cocoa

Cocoa framework中很多方法使用了Block作为其参数（尽管也有对应的callback版本，但还是推荐使用 block版本）。在动画以及集合遍历方面，block很常见。

NSArray *stringsArray = [NSArray arrayWithObjects:
                                 @"string 1",
                                 @"String 21",
                                 @"string 12",
                                 @"String 11",
                                 @"String 02", nil];
static NSStringCompareOptions comparisonOptions = NSCaseInsensitiveSearch | 
    NSNumericSearch |NSWidthInsensitiveSearch | NSForcedOrderingSearch;

NSLocale *currentLocale = [NSLocale currentLocale];
NSComparator finderSortBlock = ^(id string1, id string2) {
    NSRange string1Range = NSMakeRange(0, [string1 length]);
    return [string1 compare:string2 
                    options:comparisonOptions 
                      range:string1Range
                     locale:currentLocale];
};

NSArray *finderSortArray = [stringsArray 
    sortedArrayUsingComparator:finderSortBlock];

NSLog(@"finderSortArray: %@", finderSortArray);

block和变量之间的关系

这一部分涉及内存管理相关的内容，为了正确的使用block，理解并记住它们，很重要：

在一个block代码片段的内部，你可以使用三种不同类型的变量（就像你在函数里一样）：

• 全局变量（包括static locals）；
• 全局函数（尽管这并不是变量=。=）；
• 在包含block的词法范围内的局部变量；

当在一个Block里使用变量时，应遵循以下规则：

• 在包含block的词法范围里的栈局部变量，在block内部是常量，只能只读访问。这些局部变量的值即block执行时，局部变量的值。在多层内嵌的block中，

局部变量的值，取最内层词法范围里，局部变量的值；

• 被声明为__block存储类型的局部变量通过引用传递给block，因此是mutable的；在__block类型的局部变量的有效范围内，对该局部变量的修改，会在该有效范围内的所有block范围内生效；
• 定义在block内部的局部变量，和函数内部的局部变量法则相同；

正确的：

int x = 123;
void (^printXandY)(int) = ^(int y) {
    printf("%d %d
", x, y);
};

printXandY(456);

错误的：

int x = 123;

void (^printXandY)(int) = ^(int y) {
    x = x + y; // ERROR HERE!!! x should be __block
    printf("%d %d
", x, y);
};

printXandY(456);

关于__block的进一步讨论

1. __block是只针对局部变量生效的一种描述变量存储类型的关键字，因此__block类型的变量都是栈变量；
2. __block类型的变量在其定义的语法范围里，和该范围内的所有block共享存储空间，当block在被复制到heap区域时，同区域内的__block变量占用的内存不会随着退栈而销毁；
3. 出于优化的考虑，栈中的block对象最开始和一般的栈局部变量是相同的，当使用Block_copy对block进行复制时，才被拷贝到heap区域；
4. __block变量不能是一个可变长数组；

下面这个例子用于展示，各种类型的变量与__block之间的交互：

extern NSInteger CounterGlobal;
static NSInteger CounterStatic;
{
    NSInteger localCounter = 42;
    __block char localCharacter;
    void (^aBlock)(void) = ^(void) {
        ++CounterGlobal;
        ++CounterStatic;
        CounterGlobal = localCounter; // localCounter fixed at block creation
        localCharacter = "a"; // sets localCharacter in enclosing scope
    };
    ++localCounter; // unseen by the block
    localCharacter = "b";
    aBlock(); // execute the block
    // localCharacter now "a"
}

__block和Object C对象之间的关系

如果，你在一个方法的实现里，使用了__block，则：

• 通过引用的方式访问对象的，self被retain；

  dispatch_async(queue, ^{
      // instanceVariable is used by reference, self is retained
      doSomethingWithObject(instanceVariable);
  });

• 通过值访问对象的，被访问的对象被retain；

  id localVariable = instanceVariable;
  dispatch_async(queue, ^{
      // localVariable is used by value, localVariable is retained (not self)
      doSomethingWithObject(localVariable);
  });

__block和C++对象之间的关系

需要注意两点：

• 把一个基于栈的C++对象变成一个__block类型的时候，要调用类的copy constructor；
• 在block内部使用栈中的C++对象时，要调用栈的const copy constructor；