Objective-C的Block实质与实现探究 part-2

Block截获自动变量的情况

Objective-C语句：

int main() {
    int dmy = 256;
    int val = 10;  
    const char *fmt = "val = %d\n";
    
    void (^blk)(void) = ^{ printf(fmt, val); };
  
    val = 2;
    fmt = "These values were changed. val = %d\n";
    
    blk();

    return 0;
}

C++源码：(注：有一部分与上例相同的代码已省略)

struct __main_block_impl_0 {
    struct __block_impl impl;
    struct __main_block_desc_0 *Desc;
    const char *fmt;
    int val;

    __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, const char *_fmt, int _val, int flags=0) : fmt(_fmt), val(_val) {
        impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
        impl.Flags = flags;
        impl.FuncPtr = fp;
        Desc = desc;
    }
};

static void __main_block_func_0 (struct __main_block_impl_0 *__cself) {
    const char *fmt = __cself->fmt;
    int val = __cself->val;
    
    printf(fmt, val);
}

static struct __main_block_desc_0 {
    unsigned long reserved;
    unsigned long Block_size;
}    __main_block_desc_0_DATA = {
    0,
    sizeof(struct __main_block_impl_0)
};

int main() {
    int dmy = 256;
    int val = 10;
    const char *fmt = "val = %d\n";
    void (*blk)(void) = &__main_block_impl_0(__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA, fmt, val);
}

Block数据结构图（4）

整体看，__main_block_impl_0结构体、__main_block_func_0函数、和main函数内blk对构造函数的调用都发生了改变：

• __main_block_impl_0结构体内声明的成员变量与自动变量的类型完全相同const char *和int。同时发现很重要的一点，dmy变量没有被追加到__main_block_impl_0结构体的成员变量中。为什么？因为Block没有使用它。由此得知，Block对自动变量的截获只针对会在Block内使用的自动变量。 同时，该结构体的构造函数也对截获的自动变量追加的成员变量进行了初始化操作。

__main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, const char *_fmt, int _val, int flags=0) : fmt(_fmt), val(_val)  { ... }

• main函数内的构造函数调用中也添加了相应的参数

void (*blk)(void) = &__main_block_impl_0(__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA, fmt, val)

• __main_block_func_0函数

static void __main_block_func_0 (struct __main_block_impl_0 *__cself) {
    const char *fmt = __cself->fmt;
    int val = __cself->val;
    
    printf(fmt, val);
}

由于在main中blk调用构造函数时已经截获到自动变量，并被保存到Block结构体的实例中，所以可以直接使用__cself->fmt和__cself->val。

至此，可以解释两件事情：

第一，为什么在Block截获了自动变量之后，在外部修改自动变量的值，不会影响Block截获到的值。
答：见代码注释部分的文字。

int dmy = 256;
int val = 10;  
const char *fmt = "val = %d\n";
    
void (^blk)(void) = ^{ printf(fmt, val); };   //此处完成自动变量的截获
  
val = 2;              //在Block外修改自动变量的值，不会影响Block内已经保存的值
fmt = "These values were changed. val = %d\n";
    
blk();

第二，为什么Block截获的自动变量不能被改写。
答：因为在实现上不能改写被截获自动变量的值。

int val = 0;
void (^blk)(void) = ^{ val = 1; };

我们知道赋值语句^{ val = 1; }实际上是在调用Block的构造函数，但是在实现构造函数中并没有参数位置可以保存这个要赋值给val的1。对于这种行为，编译器在编译过程会检测出，从而产生编译错误。