Objective C++ 块语义

Question

请考虑下面的C++方法：

class Worker{
....
private Node *node
};

void Worker::Work()
{
    NSBlockOperation *op=[NSBlockOperation blockOperationWithBlock:  ^{
            Tool hammer(node);
            hammer.Use();
          }];
    ....
    }

当块捕获“node”时，它究竟捕获了什么？关于块的语言规范，在其他情况下是明确的: http://clang.llvm.org/docs/BlockLanguageSpec.html

在复合语句的作用域内使用的变量以正常方式绑定到块上，但自动（堆栈）存储中的变量除外。因此，一个可以按照预期访问函数和全局变量，以及静态局部变量。[testme]

在块的复合语句中引用的本地自动（堆栈）变量会被导入并作为const副本被块捕获。

但是，在这里，我们是否捕获了this的当前值？使用Worker的复制构造函数的this的副本？还是对存储node的位置的引用？

特别是，假设我们说

 {
 Worker fred(someNode);
 fred.Work();
 }

当代码块运行时，对象fred可能已经不存在了。node的值是多少？（假设底层Node对象一直存在，但Web Workers随时可能消失。）

如果我们写成：

void Worker::Work()
    {
        Node *myNode=node;
        NSBlockOperation *op=[NSBlockOperation blockOperationWithBlock:  ^{
                Tool hammer(myNode);
                hammer.Use();
              }];
        ....
        }

结果不同吗？

- Mark Bernstein

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考虑使用 C++11 lambdas 来获得更优秀的 C++ 类型捕获语义。 - justin

@justin：它有什么优越性吗？C++ lambda 也会通过值捕获 this 并具有完全相同的语义。 - newacct

@newacct 我从未写过“考虑使用C++11 lambda来获得更优秀的this捕获语义”。然而，一个区别在于lambda表达式不能隐式地捕获this，这是一种良好的保护措施。 - justin

Answer 1

根据该页面：

通常情况下，您可以在块中使用 C++ 对象。在成员函数内部，对于成员变量和函数的引用是通过一个隐式导入的 this 指针来实现的，因此它们看起来是可变的。如果要复制块，则有两个需要考虑的问题：

• 如果您为原本会成为基于堆栈的 C++ 对象的 __block 存储类，则使用通常的复制构造函数。
• 如果您在块中使用任何其他基于堆栈的 C++ 对象，则它必须具有 const 复制构造函数。然后使用该构造函数复制 C++ 对象。

根据经验观察，它将 this 指针作为 const 进行复制到块中。如果 this 指向的 C++ 实例在块执行时（例如，如果在更高的帧上堆栈分配了 Worker 实例上调用了 Worker::Work()），则会出现 EXC_BAD_ACCESS 或更糟糕的情况（即指针别名）。所以看起来是：

• 它捕获的是 this，而不是通过值复制实例变量。
• 没有任何操作来保持 this 指向的对象存活。

或者，如果引用在本地堆栈分配的（即在该堆栈帧/作用域中声明的）C++ 对象，则观察到其复制构造函数在最初被块捕获时被调用，然后在每次复制块时再次调用（例如，通过操作队列将操作排队时）。

针对您的问题：

但是，在这里，我们捕获了 this 的当前值吗？使用 Worker 的复制构造函数复制了这个吗？还是引用了存储 node 的位置？

我们捕获 this。如果这有帮助，请将其视为 intptr_t 的 const-copy。

当块被运行时，对象 fred 可能已经不存在了。此时 node 的值是多少？（假设底层的 Node 对象永远存在，但 Worker 会来来去去。）

在这种情况下，this 已被按值捕获，node 实际上是一个指针，其值为 this + <Worker 中 node 的偏移量>，但由于 Worker 实例已经消失，它实际上是一个垃圾指针。

我推断没有魔法或其他行为，除了那些文档中描述的行为。

- ipmcc

Answer 2

在C++中，当您编写一个实例变量node时，如果没有明确编写something->node，则会隐含地使用this->node。（类似于Objective-C中，如果您编写一个实例变量node，而没有明确编写something->node，则隐含地使用self->node。）

因此，被使用的变量是this，并且它被捕获。(从技术上讲，this在标准中被描述为自己的单独表达式类型，而不是变量；但就所有目的而言，它作为类型为Worker *const的隐含局部变量。)与所有非__block变量一样，捕获它会创建this的const副本。

当块捕获Objective-C对象指针类型的变量时，块具有内存管理语义。然而，this没有Objective-C对象指针类型，所以在内存管理方面不会对其进行任何操作。（无论如何，在C++内存管理方面也无法执行任何操作。）因此，是的，在块运行时，由this指向的C++对象可能无效。

- newacct