在Objective-C中比较块与函数

Question

由于我正在学习Objective-C，我的理解还比较新而且不完整。块（block）的概念非常类似于函数（function），它们甚至看起来几乎相同：

函数名为 'multiply'

#import <Foundation/Foundation.h>

int multiply (int x, int y)
{

    return x * y;

}

int main(int argc, char *argv[]) {
    @autoreleasepool {

        int result = multiply(7, 4); // Result is 28.
        NSLog(@"this is the result %u",result);

        }
}

名为“Multiply”的块

#import <Foundation/Foundation.h>

int (^Multiply)(int, int) = ^(int num1, int num2) {

    return num1 * num2;
};

int main(int argc, char *argv[]) {

    @autoreleasepool {

        int result = Multiply(7, 4); // Result is 28.
        NSLog(@"this is the result %u",result);
    }
}

我在网上发现了各种关于块的声明，如下： “块被实现为Objective-C对象，但它们可以放在堆栈上，所以它们不一定需要被malloc（如果你保留一个块的引用，它将被复制到堆上）。" Ray Wenderlich说道： “块是一流函数”

我完全不知道这些话的意思。我的例子展示了块和函数完成相同的事情。有人能举个例子说明块可以做些函数不能做的事情吗？还是反过来呢？或者这是更微妙的东西，比如变量“result”在内存中的处理方式？或者哪个更快/更安全？它们中的任何一个都可以在类定义中用作方法吗？

谢谢。

- aquagremlin

---

块是对象。任何对象能做的事情，块也可以做。包括像在运行时将对象关联到它们或将其添加到集合中这样的事情。 - CrimsonChris

一个块是一种匿名函数，在Objective-C中可以被视为一个对象。https://developer.apple.com/library/IOs/featuredarticles/Short_Practical_Guide_Blocks/index.html - quellish

更重要的是，闭包可以捕获值（即它可以具有稳定性），但函数则无法。 - Bryan Chen

@quellish - 显然你找到了我所引用的苹果文档的例子。但是它就像一个循环引用，因为它没有提到它们与函数的区别。 - aquagremlin

@Bryan - 感谢您的陈述，但我不理解什么是“捕获值”，甚至不知道“stableful”是什么意思。很抱歉我是自学的，显然缺乏对编译器操作的基本理解。 - aquagremlin

Answer 1

块（Blocks）是 Objective-C 对象，而函数则不是。实际上，这意味着您可以像这样从一段代码传递一个块到另一段：

NSArray *names = @[@"Bob", @"Alice"];
[names enumerateObjectsUsingBlock:^(id name, NSUInteger idx, BOOL *stop) {
    NSLog(@"Hello, %@", name);
}];

在C语言中，您可以通过传递函数指针来实现类似的效果。然而，使用块和这样做之间的主要区别在于，块可以捕获值。例如，在上面的示例中，如果我们想要使用变量greeting：

NSString *greeting = @"Hello";
NSArray *names = @[@"Bob", @"Alice"];
[names enumerateObjectsUsingBlock:^(id name, NSUInteger idx, BOOL *stop) {
    NSLog(@"%@, %@", greeting, name);
}];

在这个例子中，编译器可以看到该块取决于本地变量“greeting”，并且将“捕获”“greeting”的值，并将其与块一起存储（在这种情况下，这意味着保留和存储指向NSString的指针）。无论块最终在哪里使用（在这种情况下，在[NSArray-enumerateObjectsUsingBlock：]的实现中），它都可以访问当块声明时greetings变量的值。这使您可以在块的范围内使用任何本地变量，而无需担心将它们传递到块中。

要在C中使用函数指针执行相同的操作，需要将“greeting”作为变量传入。但是，这是不可能的，因为调用者（在这种情况下，NSArray）不能知道（特别是在编译时）需要传递给函数的确切参数。即使它知道，您也需要以某种方式将“greeting”的值与NSArray一起传递，以及您想要使用的每个其他本地变量，这将很快变得混乱：

void greet(NSString *greeting, NSString *name) {
    NSLog(@"%@, %@", greeting, name);
}

// NSArray couldn't actually implement this
NSString *greeting = @"Hello";
NSArray *names = @[@"Bob", @"Alice"];
[names enumerateObjectsUsingFunction:greet withGreeting:greeting];

- igul222

---

谢谢igul222。我太老了，还记得BASIC和PL1编程语言。在那些语言中，主循环中的变量通常可以通过子程序、函数或过程调用（与函数相同，但不传递任何内容）进行访问。作用域规则至关重要，您必须记住您所在的深度，以知道哪些变量在您的上方（可访问），哪些在您的下方（不可访问）。 - aquagremlin

那么块可以访问任何变量？是的吗？顺便说一下，我尝试在我的注释中添加换行符，但是在行末添加两个空格什么也没发生。我该如何在这些注释中创建新段落？ - aquagremlin

Answer 2

块是闭包——它们可以从周围范围中捕获本地变量。这就是块（以及其他现代语言中的匿名函数）与C语言中的函数之间的重大区别。

下面是一个高阶函数makeAdder的示例，它创建并返回一个“adder”函数，该函数将某个基数加到其参数上。这个基数由makeAdder的参数设置。因此，makeAdder可以返回具有不同行为的不同“adders”：

typedef int (^IntFunc)(int);

IntFunc makeAdder(int x) {
    return ^(int y) { return x + y; }
}

IntFunc adder3 = makeAdder(3);
IntFund adder5 = makeAdder(5);

adder3(4); // returns 7
adder5(4); // returns 9
adder3(2); // returns 5

这在C语言中是不可能使用函数指针实现的，因为每个函数指针必须指向代码中的实际函数，这些函数数量是有限的，在编译时已经确定，每个函数的行为也在编译时被固定下来。因此，像makeAdder这样根据运行时值创建几乎无限数量的“adders”的能力是不可能实现的。相反，您需要创建一个结构体来保存状态。

与您的示例中不捕获周围作用域的局部变量的块不同，它与普通函数几乎没有什么不同，除了类型。

- newacct