OneV's Den

上善若水,人淡如菊

嗨,我是王巍 (@onevcat),一名来自中国的 iOS / Unity 开发者。现居日本,就职于 LINE。正在修行,探求创意之源。


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Objective-C中的Block

技术是需要沉淀的。接触iOS开发也有大半年时间了,从一开始的纯白到现在自我感觉略懂一点,其实进步是明显的。无数牛人表示技术博是完成菜鸟到高手蜕变的途径之一,虽然这个博客并非是为技术而生,但是也许作为工科背景下的我来说,每天都写文艺的东西显然并不现实。于是就有了这个集子:能工巧匠集。用这篇开篇,

写一些在开发过程中的积累和感悟,大部分应该是Objectiv-C和XCode的内容,包括基本语法特性和小技巧,或者自己喜欢的一些开源代码的用法分析等等。也许以后会扩展到Unity3D或者UDK的一些3D引擎的心得,当然也有可能会有别的一些自己认为值得分享的东西。这个集子的目的,一来是记录自己一步一步成长的脚印,二来也算是为新来者铺一条直一点的道路。集子里的东西仅仅是自己的心得体会,高手路过请一笑置之..感恩。

iOS SDK 4.0开始,Apple引入了block这一特性,而自从block特性诞生之日起,似乎它就受到了Apple特殊的照顾和青睐。字面上说,block就是一个代码块,但是它的神奇之处在于在内联(inline)执行的时候(这和C++很像)还可以传递参数。同时block本身也可以被作为参数在方法和函数间传递,这就给予了block无限的可能。

在日常的coding里绝大时间里开发者会是各种block的使用者,但是当你需要构建一些比较基础的,提供给别人用的类的时候,使用block会给别人的使用带来很多便利。当然如果你已经厌烦了一直使用delegate模式来编程的话,偶尔转转写一些block,不仅可以锻炼思维,也能让你写的代码看起来高端洋气一些,而且因为代码跳转变少,所以可读性也会增加。

先来看一个简单的block吧:

// Defining a block variable
BOOL (^isInputEven)(int) = ^(int input) {
	if (input % 2 == 0) {
		return YES;
	} else {
		return NO;
	}
};

以上定义了一个block变量,block本身就是一个程序段,因此有返回值有输入参数,这里这个block返回的类型为BOOL。天赋异秉的OC用了同样不走寻常路的” ^”符号来表示block定义的开始(就像用减号和加号来定义方法一样),block的名称紧跟在 ^符号之后,这里是isInputEven(也即以后使用inline方式调用该block时所需要的名称)。这段block接受一个int型的参数,而在等号后面的int input是对这个传入int参数的说明:在该block内,将使用input这个名字来指代传入的int参数。一开始看block的定义和写法时可能会比较痛苦,但是请谨记它只是把我们常见的方法实现换了一种写法而已,请以习惯OC中括号发送消息的速度和决心,尽快习惯block的写法吧!

调用这个block的方法就非常简单和直观了,类似调用c函数的方式即可:

// Call similar to a C function call
int x = -101;
NSLog(@"%d %@ number", x, isInputEven(x) ? @"is an even" : @"is not an even");

不出意外的话输出为-101 is not an even number

以上的用法没有什么特别之处,只不过是类似内联函数罢了。但是block的神奇之处在于block外的变量可以无缝地直接在block内部使用,比如这样:

float price = 1.99; 
float (^finalPrice)(int) = ^(int quantity) {
	// Notice local variable price is 
	// accessible in the block
	return quantity * price;
};
int orderQuantity = 10;
NSLog(@"Ordering %d units, final price is: $%2.2f", orderQuantity, finalPrice(orderQuantity));

输出为Ordering 10 units, final price is: $19.90

相当开心啊,block外的price成功地在block内部也能使用了,这意味着内联函数可以使用处于同一scope里的局部变量。但是需要注意的是,你不能在block内部改变本地变量的值,比如在 ^{}里写price = 0.99这样的语句的话,你亲爱的compiler一定是会叫的。而更需要注意的是price这样的局部变量的变化是不会体现在block里的!比如接着上面的代码,继续写:

price = .99;
NSLog(@"Ordering %d units, final price is: $%2.2f", orderQuantity, finalPrice(orderQuantity));

输出还是Ordering 10 units, final price is: $19.90,这就比较忧伤了,可以理解为在block内的price是readonly的,只在定义block时能够被赋值(补充说明,实际上是因为price是value type,block内的price是在申明block时复制了一份到block内,block外面的price无论怎么变化都和block内的price无关了。如果是reference type的话,外部的变化实际上是会影响block内的)。

但是如果确实需要传递给block变量值的话,可以考虑下面两种方法:

1、将局部变量声明为__block,表示外部变化将会在block内进行同样操作,比如:

// Use the __block storage modifier to allow changes to 'price'
__block float price = 1.99;
float (^finalPrice)(int) = ^(int quantity) {
	return quantity * price;
};

int orderQuantity = 10;
price = .99;

NSLog(@"With block storage modifier - Ordering %d units, final price is: $%2.2f", orderQuantity, finalPrice(orderQuantity));

此时输出为With block storage modifier – Ordering 10 units, final price is: $9.90

2、使用实例变量——这个比较没什么好说的,实例内的变量横行于整个实例内..可谓霸道无敌…=_=

block外的对象和基本数据一样,也可以作为block的参数。而让人开心的是,block将自动retain传递进来的参数,而不需担心在block执行之前局部对象变量已经被释放的问题。这里就不深究这个问题了,只要严格遵循Apple的thread safe来写,block的内存管理并不存在问题。(更新,ARC的引入再次简化了这个问题,完全不用担心内存管理的问题了)

由于block的灵活的机制,导致iOS SDK 4.0开始,Apple大力提倡在各种地方应用block机制。最典型的当属UIView的动画了:在4.0前写一个UIView的Animation大概是这样的:

[UIView beginAnimations:@"ToggleSiblings"context:nil];
[UIView setAnimationTransition:UIViewAnimationTransitionCurlUp forView:self.view cache:YES];
[UIViewsetAnimationDuration:1.0f];
// Make your changes
[UIView commitAnimations];

在一个不知名的小角落里的begin/commit两行代码间写下需要进行的动作,然后静待发生。而4.0后这样的方法直接被discouraged了(虽然还没Deprecated),取而代之的正是block:

[UIView animateWithDuration:5.0f animations:^{
	view.opacity = 0.5f;
}];

简单明了,一切就这么发生了..

可能有人会觉得block的语法很奇怪,不像是OOP的风格,诚然直接使用的block看起来破坏了OOP的结构,也让实例的内存管理出现了某些“看上去奇怪”的现象。但是通过typedef的方法,可以将block进行简单包装,让它的行为更靠近对象一些:

typedef double (^unary_operation_t)(double op);

定义了一个接受一个double型作为变量,类型为unary_operation_t的block,之后在使用前用类似C的语法声明一个unary_operation_t类型的”实例”,并且定义内容后便可以直接使用这个block了~

unary_operation_t square;
square = ^(double operand) {
	return operand * operand;
}

啰嗦一句的还是内存管理的问题,block始终不是对象,而block的内存管理自然也是和普通对象不一样。系统会为block在堆上分配内存,而当把block当做对象进行处理时(比如将其压入一个NSMutableArray),我们需要获取它的一份copy(比如[square copy]),并且在Array retain了这个block后将其释放([square autorelease]是不错的选择)。而对于block本身和调用该block的实例,则可以放心:SDK会将调用block的实例自动retain,直至block执行完毕后再对实例release,因此不会出现block执行到一半,实例就被dealloc这样的尴尬的局面。 在ARC的时代,这些都是废话了。打开ARC,然后瞎用就可以了。ARC解决了block的最让开发者头疼的最大的也是唯一的问题,内存管理。关于block的内存管理方面,有一个很好玩的小quiz,可以做做玩~传送门

iOS SDK 4.0以后,随着block的加入很多特性也随之添加或者发生了升级。Apple所推荐的block使用范围包括以下几个方面:

  • 枚举——通过block获取枚举对象或控制枚举进程
  • View动画——简单明了的方式规定动画
  • 排序——在block内写排序算法
  • 通知——当某事件发生后执行block内的代码
  • 错误处理——当错误发生时执行block代码
  • 完成处理——当方法执行完毕后执行block代码
  • GCD多线程——多线程控制,关于这个以后有机会再写…

仔细研读4.0的SDK的话,会发现很多常用类中都加入了不少带block作为参数的方法,改变固有思维习惯,适应并尽可能利用block给程序上带来的便捷,无疑是提高效率和使代码优雅的很好的途径~

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