iOS block探究(一): 基础详解

你要知道的block都在这里

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本文大纲

• block基础语法
• block基础使用
• block常见问题
• block进阶: 深入代码理解

block基础语法

block作为C语言的扩展，正在OC中发挥着举足轻重的作用，我们经常使用block块作为回调函数，这样做可以大大简化编程方式，多线程的核心也是block，因此，学会使用block并深入理解block有助于我们写出更好的代码。

block基础知识

先来看一下定义block的基础语法

^ returnType (parameter1, parameter2, parameter3, ...) 
{
    //block code
}

• block的标志就是^，所有的block必须以^开头
• returnType表示返回值类型，如果没有返回值一般使用void表示

再来看一下定义block变量的基础语法

returnType (^blockName) (parameter1, parameter2, ...);

• 必须包含blockName并且以^开头，是block的标志
• 参数列表可以和声明函数一样，只写出形参类型不需写出形参名称

接下来看一个具体的栗子:

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        void (^printBlock)(void) = ^ void(void) {
            NSLog(@"Hello World");
        };
        //调用block，与C语言调用函数一致
        printBlock();
    }
    return 0;
}

上述代码展示了一个无参数、无返回值的block，定义block变量的时候不能省略返回值类型、block名称以及形参列表，如果没有参数则用void占位或者不写，这样就能够定义一个block变量。
定义block的时候如果返回值为void可以省略，如果没有形参可以使用void占位或者整个形参列表都省略不写，因此上述代码可以简化为如下:

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        void (^printBlock)() = ^ {
            NSLog(@"Hello World");
        };
        //调用block，与C语言调用函数一致
        printBlock();
    }
    return 0;
}

再来看看有参数列表有返回值的情况

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        //定义一个有参数无返回值的block
        void (^printBlock)(NSString *) = ^(NSString *content) {
            NSLog(@"Block Say: %@", content);
        };
        printBlock(@"Jiaming Chen is a good guy.");
        
        //定义一个有多个参数且有返回值的block
        NSInteger (^addBlock)(NSInteger, NSInteger) = ^ NSInteger (NSInteger a1, NSInteger a2) {
            return a1 + a2;
        };
        NSInteger a = addBlock(12, 13);
        NSLog(@"%ld", a);
    }
    return 0;
}

上述代码定义了两个block，一个block有一个参数但是无返回值，因此可以省略返回值类型不写，一个block有多个参数和返回值，不能省略。

block捕获变量

直接看代码

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        NSUInteger age = 22;
        void (^printBlock)() = ^ {
            NSLog(@"My Age is %ld", age);
            //age = 33;
        };
        //输出 Age is 22
        NSLog(@"Age is %ld", age);
        age = 100;
        //输出 Age is 100
        NSLog(@"Age is %ld", age);
        //输出 My Age is 22
        printBlock();        
    }
    return 0;
}

从输出结果可以看出，执行block之前进行的变量值修改并没有影响到block块内的代码，这是由于在定义block块的时候编译器已经在编译期将外部变量值赋给了block内部变量（称为“值捕获”），在这时候进行了一次值拷贝，而不是在运行时赋值，因此外部变量的修改不会影响到内部block的输出。
如果捕获是一个指针类型的变量则外部的修改会影响到内部，就和函数传递形参是一样的道理，这个时候block内部或持有这个对象，并增加引用计数，在block结束释放后，也会释放持有的对象，减少引用计数，这里需要注意循环引用的问题，在后文中会讲解。
上述block块内注释了一段给age重新赋值的代码，因为在block内部不允许修改捕获的变量。

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        //定义一个NSMutableString类型的变量
        NSMutableString *content = [[NSMutableString alloc] initWithString:@"Jiaming Chen"];
        void (^printBlock)() = ^ {
            NSLog(@"%@", content);
        };
        //输出 Jiaming Chen
        NSLog(@"%@", content);
        [content appendString:@" is a good guy"];
        //输出 Jiaming Chen is a good guy
        printBlock();
    }
    return 0;
}

__block的使用

如果希望block捕获的变量在外部修改后也可以影响block内部，或是想在block内部修改捕获的变量，可以使用__block关键字定义变量。

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
         //使用__block关键字定义age
        __block NSUInteger age = 22;
        void (^printBlock)() = ^ {
            NSLog(@"My Age is %ld", age);
            age = 200;
        };
        //输出 Age is 22
        NSLog(@"Age is %ld", age);
        age = 100;
        //输出 Age is 100
        NSLog(@"Age is %ld", age);
        //输出 My Age is 100
        printBlock();
        //输出 Age is 200
        NSLog(@"Age is %ld", age);        
    }
    return 0;
}

上述代码使用__block定义变量age，这样定义以后编译器会在block定义的时候捕获变量的引用而不是拷贝一个值（具体实现细节在iOS block探究(二): 深入理解中有详细介绍）这样，外部变量的修改就会影响到block内部。

block作为参数传递

在实际应用中很少有上述那样的用法，更多的是定义一个block块然后作为参数传递。

//使用typedef定义一个无返回值、有一个NSInteger类型的形参的block类型，该block名字为 CJMNumberOperationBlock
typedef void (^CJMNumberOperationBlock)(NSInteger);

//numberOperator函数，参数为一个numberArray数组和一个CJMNumberOperationBlock块类型
void numberOperator(NSArray *numberArray, CJMNumberOperationBlock operationBlock) {
    NSUInteger count = [numberArray count];
    for (NSUInteger i = 0; i < count; i++) {
        operationBlock([numberArray[i] integerValue]);
    }
}

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
         //定义一个数组
        NSArray *numberArray = @[@1, @2, @3];
        //直接调用numberOperator函数，实现一个匿名的block传入成为“内联块”(inline block)，在swift中成为“尾随闭包”（Trailing closure）
        //输出 pow(number, 2) = 1
        //   pow(number, 2) = 4
        //    pow(number, 2) = 9
        numberOperator(numberArray, ^(NSInteger number) {
            NSLog(@"pow(number, 2) = %ld", number * number);
        });
        
        //定义一个CJMNumberOperationBlock
        CJMNumberOperationBlock operationBlock = ^(NSInteger number) {
            NSLog(@"add(number, number) = %ld", number + number);
        };
        //将上述定义的CJMNumberOperationBlock参数传入
        //输出 add(number, number) = 2
        //   add(number, number) = 3
        //    add(number, number) = 6                
        numberOperator(numberArray, operationBlock);
    }
    return 0;
}

使用typedef定义块变量类型的语法为

typdef returnType (^blockTypeName)(parameter1, parameter2,..);

定义了块变量类型就能够重复定义块变量，上述代码也是一种常见的使用block的方式。也可以作为回调函数，在代码逻辑处理完成之后执行block块，这也是常用做法。

在实际代码中，经常将一些处理封装在block中，或使用delegate方式进行处理，这样有利于代码解耦，逻辑更清晰，具体的栗子本文不再赘述，可以多看开源代码来学习。

block常见问题

使用block最常见的问题就是循环引用问题，循环引用也可能发生在delegate或NSTimer中，具体可以自行查阅。
前文讲过如果block内部访问了外部变量会进行值捕获，block同样是一个对象，也有引用计数，如过一个对象持有了一个block而block内部也捕获了这个对象，那么就会产生循环引用。
举个栗子:

typedef void (^CJMInfoOperationBlock)();

@interface Person : NSObject

@property (nonatomic, copy) NSString* cjmName;
@property (nonatomic, assign) NSUInteger cjmAge;
@property (nonatomic, copy) CJMInfoOperationBlock infoOperationBlock;

- (void)setFixBlock;

@end

@implementation Person

@synthesize cjmName = _cjmName;
@synthesize cjmAge = _cjmAge;
@synthesize infoOperationBlock = _infoOperationBlock;

- (void)setFixBlock {
    self.infoOperationBlock = ^ {
        NSLog(@"My name is %@ and my age is %ld", self.cjmName, self.cjmAge);
    };
}

@end

首先声明，上述代码应该不会在实际中应用，太懒了不想用Xcode写代码，就没有用UIKit，只用了Foundation框架，setFixBlock函数就可以想象成在一个UIViewController类中手动传递block变量。
上述代码首先自定义了一个block变量类型，然后Person类持有了一个block变量，在函数setFixBlock中使用了self变量，这样就会捕获self，self也是一个对象，因此block也会持有一个self如果调用了setFixBlock函数就会造成循环引用。编译器也会检查出来并给出警告。

上述代码的修改方法如下:

- (void)setFixBlock {
    __weak typeof(self) weakSelf = self;
    self.infoOperationBlock = ^ {
        __strong typeof(self) strongSelf = weakSelf;
        NSLog(@"My name is %@ and my age is %ld", strongSelf.cjmName, strongSelf.cjmAge);
    };
}

首先定义一个__weak修饰的weakSelf变量（在iOS @property探究(一): 基础详解一文中有详细介绍weak修饰符与此处含义一致），使用__weak修饰表示弱引用， 定义weakSelf不会增加self的引用计数，因此在block内部使用这个weakSelf就不会产生循环引用，因此在所有可能产生循环引用的地方都这么做，就能有效避免循环引用的产生。
那么为什么在block内部又使用__strong修饰符去定义了一个strongSelf变量呢？其实这个strongSelf定义或者不定义都无所谓，不会产生问题，因为在ARC环境下，block会被自动拷贝到堆，不存在栈堆了，这样block被传递到其他地方的时候也不会释放self对象。

block进阶: 深入代码理解

• 三种block类型
• 深入代码理解block

由于篇幅有限，如果对进阶内容有兴趣可以查看另一篇文章iOS block探究(二): 深入代码

备注

由于作者水平有限，难免出现纰漏，如有问题还请不吝赐教。