塊Block
這項語言特性是作為"擴展"(extension)而加入GCC編譯器中的,在近期版本的Clang中都可以使用.10.4版及以后的Mac OX X系統(tǒng),與4.0版及及其后的iOS系統(tǒng)中,都含有正常執(zhí)行塊所需要的組件.從技術(shù)上將,這是個位于C語言層面的特性,因此只要有支持此特性的編譯器,以及能執(zhí)行塊的運行期組件,就可以在C/C++/Objective-C/Objective-C++代碼中使用它.
---摘自<<編寫高質(zhì)量代碼的52個有效方法>>
- GCC/clang 都是開發(fā)Mac OX X與iOS程序所用的編譯器
- GCC:XCode4,Mac OX X 10.4之前,用的是gcc編譯器
- clang:XCode4開始用的是LLVM編譯器(該編譯器前端用的是clang編譯器,編譯器分前端跟后端,前端就是用來翻譯的),Mac OX X 10.4之后
如何通過clang編譯器將OC代碼轉(zhuǎn)化成C++代碼?
終端使用cd定位到main.m文件所在文件夾,然后利用clang -rewrite-objc main.m將OC轉(zhuǎn)為C++,成功后在main.m同目錄下會生成一個main.cpp文件
OC代碼如下:
注:這段代碼是直接copy霜神的,本人比較懶啦
#import <Foundation/Foundation.h>
int global_i = 1;
static int static_global_j = 2;
int main(int argc, const char * argv[]) {
static int static_k = 3;
int val = 4;
void (^myBlock)(void) = ^{
global_i ++;
static_global_j ++;
static_k ++;
//如果加了這一句,會報錯:變量val應(yīng)該加上__block,先不分析__block
// val ++;
NSLog(@"Block中 global_i = %d,static_global_j = %d,static_k = %d,val = %d",global_i,static_global_j,static_k,val);
};
global_i ++;
static_global_j ++;
static_k ++;
val ++;
NSLog(@"Block外 global_i = %d,static_global_j = %d,static_k = %d,val = %d",global_i,static_global_j,static_k,val);
myBlock();
return 0;
}
用編譯器轉(zhuǎn)化成C++如下:
這里只截取了主要的代碼
// 提前定義的類型
typedef long unsigned int __darwin_size_t;
typedef __darwin_size_t size_t;
//結(jié)構(gòu)體類型:__block_impl
//可以看出，它包含了isa指針（包含isa指針的皆為對象），也就是說block也是一個對象(runtime里面，對象和類都是用結(jié)構(gòu)體表示)。
struct __block_impl {
//指向所屬類的指針，也就是block的類型
void *isa;
//標(biāo)志變量，在實現(xiàn)block的內(nèi)部操作時會用到
int Flags;
//保留變量
int Reserved;
//block執(zhí)行時調(diào)用的函數(shù)指針
void *FuncPtr;
};
//全局變量
int global_i = 1;
//靜態(tài)全局變量
static int static_global_j = 2;
//結(jié)構(gòu)體__main_block_impl_0
struct __main_block_impl_0 {
//結(jié)構(gòu)體成員
struct __block_impl impl;
//結(jié)構(gòu)體成員
struct __main_block_desc_0* Desc;
//靜態(tài)局部變量
int *static_k;
//局部變量
int val;
//構(gòu)造函數(shù)-下面有具體解釋(分析1)
__main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int *_static_k, int _val, int flags=0) : static_k(_static_k), val(_val) {
//__main_block_impl_0的isa指針指向了_NSConcreteStackBlock,說明了這個block的類型
impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
//
impl.Flags = flags;
//從main函數(shù)中調(diào)用來看,FuncPtr指向了函數(shù)__main_block_func_0
impl.FuncPtr = fp;
//_Desc也指向了定義__main_block_desc_0時就創(chuàng)建的__main_block_desc_0_DATA，其中紀(jì)錄了block結(jié)構(gòu)體大小等信息。
Desc = desc;
}
};
//靜態(tài)函數(shù)__main_block_func_0 static作用:只能被本文件調(diào)用
static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself) {
//從結(jié)構(gòu)體__main_block_impl_0中拿到成員變量static_k
int *static_k = __cself->static_k; // bound by copy
//從結(jié)構(gòu)體中拿到成員變量val
int val = __cself->val; // bound by copy
//全局變量與靜態(tài)全局變量
global_i ++;
static_global_j ++;
//靜態(tài)局部變量
(*static_k) ++;
//打印
NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_g__2b0bh4bx0p13dn6mxjdd8sq00000gn_T_main_816a59_mi_0,global_i,static_global_j,(*static_k),val);
}
//靜態(tài)結(jié)構(gòu)體__main_block_desc_0 static作用:只能被本文件調(diào)用
static struct __main_block_desc_0 {
//size_t 長無符號整型
//成員變量
//reserved：保留字段
size_t reserved;
//block大小(sizeof(struct __main_block_impl_0))
size_t Block_size;
//直接初始化一個該類型的結(jié)構(gòu)體變量 __main_block_desc_0_DATA
} __main_block_desc_0_DATA = { 0, sizeof(struct __main_block_impl_0)};
//主函數(shù)
int main(int argc, const char * argv[]) {
//初始化靜態(tài)變量
static int static_k = 3;
//初始化局部變量
int val = 4;
//初始化一個函數(shù)指針(這是啥玩意,下面有分析2)變量(實質(zhì)是一個結(jié)構(gòu)體指針變量)
void (*myBlock)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA, &static_k, val));
//操作
global_i ++;
static_global_j ++;
static_k ++;
val ++;
//打印
NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_g__2b0bh4bx0p13dn6mxjdd8sq00000gn_T_main_816a59_mi_1,global_i,static_global_j,static_k,val);
//函數(shù)的調(diào)用(下面分析3)
// __main_block_func_0 (myBlock);
((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)myBlock)->FuncPtr)((__block_impl *)myBlock);
return 0;
}
- 分析1:
__main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int *_static_k, int _val, int flags=0) : static_k(_static_k), val(_val);
這是啥?->構(gòu)造函數(shù),顯式的構(gòu)造函數(shù),swift中有
作用:以函數(shù)的形式,快速的創(chuàng)建一個結(jié)構(gòu)體變量,并初始化,可以初始化這個結(jié)構(gòu)體的每個成員變量,甚至成員變量的每個值
函數(shù)名通常與該結(jié)構(gòu)體相同
__main_block_impl_0(參數(shù)1,參數(shù)2,參數(shù)3,...){
結(jié)構(gòu)體成員變量1 = 參數(shù)1;
結(jié)構(gòu)體成員變量2 = 參數(shù)2;
....
}
": static_k(_static_k), val(_val)"
也可以省略不寫,但是要在{}中加上
static_k = _static_k;
val = _val;
- 分析2:
void (*myBlock)(void) = ((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA, &static_k, val));
1. OC中void (^myBlock)(void) <=> void (*myBlock)(void)
void (*myBlock)(void)這可是一個函數(shù)指針:指向一個返回值為void,參數(shù)為void的函數(shù)
2. 那么OC中的^{...};對應(yīng)C++中的什么呢?
((void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA, &static_k, val));
對應(yīng)這個,那他又是啥玩意呢?
如何拿到一個函數(shù)的地址?--->函數(shù)名就是函數(shù)的地址
2.1 __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int *_static_k, int _val, int flags=0): static_k(_static_k), val(_val),是一個結(jié)構(gòu)體構(gòu)造函數(shù),可用于快速創(chuàng)建一個__main_block_impl_0類型的結(jié)構(gòu)體
2.2 (void *)__main_block_func_0 =>函數(shù)地址,對應(yīng)參數(shù)fp ,(void *)僅僅是一個類型轉(zhuǎn)化的作用,直接寫成__main_block_func_0就可以,函數(shù)名就是函數(shù)的地址,這個函數(shù)本來就是void類型的
2.3 &__main_block_desc_0_DATA 對應(yīng)desc,__main_block_desc_0類型的結(jié)構(gòu)體地址,已經(jīng)初始化過了
2.4 &static_k 靜態(tài)局部變量的指針
2.5 val局部變量
2.6 因此:
__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA, &static_k, val)):就是創(chuàng)建了一個__main_block_impl_0類型的結(jié)構(gòu)體
&:取出這個結(jié)構(gòu)體的地址
((void (*)()):是一個強制轉(zhuǎn)換,將這個結(jié)構(gòu)體地址(指針)用一個函數(shù)指針引用著
3. 總結(jié):由此可見,block實質(zhì)上是一個機構(gòu)體指針,只是用了一個函數(shù)指針引用著
*/
- 分析3:
((void (*)(__block_impl *))((__block_impl *)myBlock)->FuncPtr)((__block_impl *)myBlock);
1. void (*)(__block_impl *):函數(shù)指針,指向一個函數(shù)返回值為void 參數(shù)為__block_impl *的類型
化簡后 =>((函數(shù)指針類型)((__block_impl *)myBlock)->FuncPtr)((__block_impl *)myBlock);
2.((__block_impl *)myBlock)->FuncPtr
2.1 (__block_impl *)myBlock : 拿到上面那個定義的函數(shù)指針(實質(zhì)是__main_block_impl_0類型的結(jié)構(gòu)體指針),再強制轉(zhuǎn)化成__block_impl *指針類型
2.2 ->FuncPtr: 根據(jù)這個結(jié)構(gòu)體指針拿到這個結(jié)構(gòu)體的成員變量
2.3 由此也說明,強制轉(zhuǎn)換成__block_impl *類型就是為了好拿到FuncPtr這個成員變量
2.4 FuncPtr是一個函數(shù)指針指向了__main_block_func_0
2.5 簡化后=>((函數(shù)指針類型)__main_block_func_0)((__block_impl *)myBlock);
3.(__block_impl *)myBlock前面說了實質(zhì)就是一個__main_block_impl_0結(jié)構(gòu)體指針,盡管把他強制轉(zhuǎn)化成了__block_impl * 類型,也由此可以看到,實際上符合static void __main_block_func_0(struct __main_block_impl_0 *__cself);這個函數(shù)的參數(shù)類型
4. 最終轉(zhuǎn)化成=>:((函數(shù)指針類型)__main_block_func_0)(參數(shù));
5. 繞來繞去最終的結(jié)果就是:__main_block_func_0(myBlock);=>函數(shù)的調(diào)用
6. 至于為何非要把__main_block_impl_0結(jié)構(gòu)體指針轉(zhuǎn)化成(__block_impl *)myBlock類型的結(jié)構(gòu)體指針,那就不知道了
總結(jié)
- 結(jié)構(gòu)體的聲明:
(^myBlock)(void)=>實質(zhì)上是一個函數(shù)指針的聲明:void (*myBlock)(void),但注意這個函數(shù)指針實質(zhì)上是指向了一個結(jié)構(gòu)體指針 - 結(jié)構(gòu)體的實現(xiàn):
^{...};=>實質(zhì)上是創(chuàng)建一個結(jié)構(gòu)體__main_block_impl_0,然后拿到他的指針,即取址 - 結(jié)構(gòu)體的調(diào)用:
myBlock();=>實質(zhì)上是根據(jù)&__main_block_impl_0結(jié)構(gòu)體指針拿到(->)他的成員變量FuncPtr:__main_block_func_0函數(shù),然后調(diào)用這個函數(shù) - 為什么要用結(jié)構(gòu)體指針內(nèi)嵌一個函數(shù),而不直接使用函數(shù)指針呢?
我的猜想是這樣的:
- 函數(shù)的內(nèi)存是臨時分配,臨時銷毀,每掉一次都會重新分配,從新拿取實參的值
- 結(jié)構(gòu)體指針是,只要這個結(jié)構(gòu)體沒有被銷毀(即一直被引用著),那么這個結(jié)構(gòu)體中的內(nèi)存一直是原來的,而且不必從新從外界獲取實參,可以起到零時存儲的作用
- 綜上所述:block實質(zhì)上是一個機構(gòu)體指針,只是用了一個函數(shù)指針引用著
這也許是為什么要把一個函數(shù)放到一個結(jié)構(gòu)體變量中存儲,然后再通過結(jié)構(gòu)體拿到這個函數(shù)調(diào)用的原理吧!
