Objective-C 匿名函数

Blocks是带有自动变量（局部变量）的匿名函数

语法

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^int (int val) {
    // todo
}

可省略参数列表以及返回值

// 自动推导返回值类型为int
^(int val) { return val; }

// 省略参数列表
^ { printf("func"); }

Blocks变量的声明：将C语言函数指针声明中的*改成^

1 2	// 变量名字为blk int (^blk)(int) = ^(int cnt) { return cnt+1; };

通过typedef简化函数定义

typedef int (^blk_t)(int);

void func(int (^blk)(int))  // 简化前
void func(blk_t blk)        // 简化后

int (^func()(int))          // 简化前
blk_t func()                // 简化后

变量的捕获

Block表达式截获定义时自动变量的值，值只读

int val = 10;
void (^blk)(void) = ^{ printf("%d", val); };
val = 11;
blk();          // print 10

添加__block声明，值可写

实现原理

例子

int main() {
    void (^blk)(void) = ^{ print("Block\n"); }; 
    blk();
    return 0;
}

上面的Block由几个部分组成

函数体

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static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
    printf("Block\n");
}

将Block内的函数体放到一个静态函数中

定制Block结构体

struct __main_block_impl_0 {
    struct __block_impl impl;
    struct __main_block_desc_0 *Desc;
    // 截获的变量...
}

分为以下两个部分

常规Block结构体

struct __block_impl {
    void *isa;
    int Flags;
    int Reserved;
    void *FuncPtr;  // 保存函数体指针
};

通用的Block结构，如isa，函数指针等

定制Block描述块

struct __main_block_desc_0 {
    unsigned long reserved;
    unsigned long Block_size;
}

特定的属于该Block的描述结构，如

Block描述块数据

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static __main_block_desc_0 __main_block_desc_0_DATA = { 
    0, sizeof(struct __main_block_impl_0)
};

截获的变量
各种类型变量的存储情况：
- 对于局部变量，值存储
- 对于全局变量，不进行存储
- 对于静态局部变量，存储指针

转换后的实现

struct __main_block_impl_0 blk = 
    __main_block_impl_0(
        __main_block_func_0, 
        &__main_block_desc_0_DATA
    );
(*blk->impl.FuncPtr)(blk);

`__block`实现

例子

int main() {
    __block int val = 10;
    void (^blk) (void) = ^{ val = 1; };
}

__block int val = 10转换为

struct __Block_byref_val_0 {
    void *__isa;
    __Block_byref_val_0 *__forwarding;      // 指向正确的__block变量（堆/栈）
    int __flags;
    int __size;
    int val;
}

__Block_byref_val_0 val = {
    0,
    &val,
    0,
    sizeof(__Block_byref_val_0),
    10
}

^{val = 1;}转换为

static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
    __Block_byref_val_0 *val = __cself->val;
    (val->__forwarding->val) = 1;
}

本质上也是保存对象的指针，但是与静态局部变量不一样的是，这个指针并非存到__main_block_impl_0中，而是存放到__Block_byref_val_0中，这样目的是一个__block变量能被多个Block使用

Block存储域

栈：isa为_NSConcreteStackBlock
堆：isa为_NSConcreteMallocBlock
.data：isa为_NSConcreteGlobalBlock

一般Block都存在栈上，存在.data段上的两种情况为：

Block在全局变量中声明

Block语法表达式中不截获自动变量

typedef int (^blk_t)(int);
for (int rate = 0; rate < 10; ++rate) {
    // _NSConcreteStackBlock
    blk_t blk = ^(int count) { return rate*count; } 
    // _NSConcreteGlobalBlock
    blk_t blk2 = ^(int count) { return count; }
}

存在堆上面的情况为：
变量作用域结束

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blk_t func(int rate) {
    return ^(int cnt) { return rate*cnt; };
}

函数返回一个Block，Block在栈上面生成的。当ARC有效时，编译器会自动生成从栈上复制到堆上的代码

blk_t func(int rate) {
    blk_t tmp = &__func_block_impl_0(__func_block_func_0, &__func_block_desc_0_DATA, rate);
    tmp = objc_retainBlock(tmp);
    return objc_autoreleaseReturnValue(tmp);
}

copy

使用[blk copy]的效果：

_NSConcreteStackBlock：从栈复制到堆
_NSConcreteMallocBlock：引用计数增加
_NSConcreteGlobalBlock：什么也不做

`__block`变量存储域

__block变量由使用它的Block管理

__block变量正确访问的原理：
使用__forwarding成员变量。当__block变量发生复制行为时，正确修改__forwarding成员变量

截获对象

当截获的变量是对象时，存放到__main_block_impl_0时需要用__strong修饰

struct __main_block_impl_0 {
    struct __block_impl impl;
    struct __main_block_desc_0 *Desc;
    id __strong array;
}

除此之外，还有一对copy/dispose函数，用于管理对象的引用计数。其中copy在Block从栈上复制到堆上调用；dispose在Block在堆上被废弃时调用

static void __main_block_copy_0(
    struct __main_block_impl_0 *dst, 
    struct __main_block_impl_0 *src) {
        _Block_object_assign(
            &dst->val, 
            src->val, 
            BLOCK_FIELD_IS_BTREF);
}

static void __main_block_dipose_0(struct __main_block_impl_0 *src) {
    _Block_object_dispose(src->val, BLOCK_FIELD_IS_BTREF);
}

Block从栈上复制到堆上的情况：

[blk copy]
Block作为函数返回值返回时
Block赋值给__strong修饰符id类型的类或者Block类型成员变脸时

`__block`对象

同样，存到__Block_byref_val_0时需要用__strong修饰

struct __Block_byref_val_0 {
    void *__isa;
    __Block_byref_val_0 *__forwarding;      // 指向正确的__block变量（堆/栈）
    int __flags;
    int __size;
    void (*__Block_byref_id_object_copy)(void*, void*);
    void (*__Block_byref_id_object_dispose)(void*);
    __strong id obj;
}

同样，也生成一对copy/dispose静态函数，作用相同

语法