Текст книги "iOS. Приемы программирования"

7.1. Создание блоковых объектов

Постановка задачи

Необходимо иметь возможность писать собственные блоковые объекты либо использовать блоковые объекты с классами из iOS SDK.

Решение

Просто необходимо понимать базовую разницу между синтаксисом блоковых объектов и синтаксисом классических функций языка C. Эта разница рассматривается в подразделе «Обсуждение» данного раздела.

Обсуждение

Блоковые объекты могут быть либо встраиваемыми, либо записываемыми как отдельные блоки кода. Начнем с объектов второго типа. Предположим, у нас есть метод языка Objective-C, принимающий два целочисленных значения типа NSInteger и возвращающий разницу двух этих значений в форме NSInteger. Разница получается в результате вычитания одного значения из другого:

– (NSInteger) subtract:(NSInteger)paramValue

from:(NSInteger)paramFrom{

return paramFrom – paramValue;

}

Очень просто, правда? Теперь преобразуем этот код Objective-C в классическую функцию языка C, обеспечивающую такую же функциональность. Это еще на шаг приблизит нас к пониманию синтаксиса блоковых объектов:

NSInteger subtract(NSInteger paramValue, NSInteger paramFrom){

return paramFrom – paramValue;

}

Как видите, синтаксис функции на C значительно отличается от синтаксиса аналогичной функции на языке Objective-C. Теперь рассмотрим, как можно написать ту же функцию в виде блокового объекта:

NSInteger (^subtract)(NSInteger, NSInteger) =

^(NSInteger paramValue, NSInteger paramFrom){

return paramFrom – paramValue;

};

Прежде чем перейти к детальному описанию синтаксиса блоковых объектов, приведу еще несколько примеров. Предположим, что у нас есть функция на языке C, принимающая параметр типа NSUInteger (беззнаковое целое число) и возвращающая строку типа NSString. Вот как данная функция реализуется на C:

NSString* intToString (NSUInteger paramInteger){

return [NSString stringWithFormat:@"%lu",

(unsigned long)paramInteger];

}

Чтобы научиться форматировать строки с применением системонезависимых указателей формата на языке Objective-C, ознакомьтесь с String Programming Guide in the iOS Developer Library (Руководство по программированию строк в библиотеке разработчика iOS). Адрес документа на сайте Apple: https://developer.apple.com/library/ios/#documentation/Cocoa/Conceptual/Strings/Articles/formatSpecifiers.html.

Блоковый объект, эквивалентный данной функции языка C, показан в примере 7.1.

Пример 7.1. Образец блокового объекта, определенного в виде функции

NSString* (^intToString)(NSUInteger) = ^(NSUInteger paramInteger){

NSString *result = [NSString stringWithFormat:@"%lu",

(unsigned long)paramInteger];

return result;

};

Простейший независимый блоковый объект – это блоковый объект, возвращающий void и не принимающий никаких параметров:

void (^simpleBlock)(void) = ^{

/* Здесь реализуется блоковый объект. */

};

Блоковые объекты инициируются точно так же, как и функции на языке C. Если у них есть какие-либо параметры, то вы передаете их так, как и в функции C. Любое возвращаемое значение можно получить точно так же, как и возвращаемое значение функции на языке C. Вот пример:

NSString* (^intToString)(NSUInteger) = ^(NSUInteger paramInteger){

NSString *result = [NSString stringWithFormat:@"%lu",

(unsigned long)paramInteger];

return result;

};

– (void) callIntToString{

NSString *string = intToString(10);

NSLog(@"string = %@", string);

}

Метод callIntToString языка Objective-C вызывает блоковый объект intToString, передавая этому блоковому объекту в качестве единственного параметра значение 10 и помещая возвращаемое значение данного блокового объекта в локальную переменную string.

Теперь, когда мы знаем, как писать блоковые объекты в виде независимых блоков кода, рассмотрим передачу блоковых объектов как передачу параметров методам языка Objective-C. Чтобы понять смысл следующего примера, нужно прибегнуть к определенным абстракциям.

Предположим, у нас есть метод Objective-C, принимающий целое число и выполняющий над ним какое-либо преобразование. Такое преобразование может меняться в зависимости от того, что еще происходит в программе. Мы уже знаем, что у нас будет целое число в качестве ввода и строка в качестве вывода, но сам процесс преобразования поручим блоковому объекту – а этот объект может быть иным при каждом вызове метода. Следовательно, в качестве параметров данный метод будет принимать и целое число, которое необходимо преобразовать, и тот блок, который будет выполнять преобразование.

Для блокового объекта воспользуемся тем же блоковым объектом intToString, который мы реализовали в примере 7.1. Теперь нам нужен метод на языке Objective-C, который будет принимать в качестве параметра беззнаковое целое число, а в качестве еще одного параметра – блоковый объект. С беззнаковым целым в качестве параметра все просто, но как сообщить методу, что он должен принимать блоковый объект того же типа, к которому относится блоковый объект intToString? Сначала определяем псевдоним сигнатуры блокового объекта intToString (с помощью ключевого слова typedef) и таким образом сообщаем компилятору, какие параметры должен принимать блоковый объект:

typedef NSString* (^IntToStringConverter)(NSUInteger paramInteger);

Объявление typedef просто сообщает компилятору, что блоковые объекты, принимающие в качестве параметра целое число и возвращающие строку, можно представлять с помощью обычного идентификатора, называемого IntToStringConverter. Итак, пойдем дальше и напишем метод на Objective-C, который будет принимать в качестве параметров и целое число, и блоковый объект типа IntToStringConverter:

– (NSString *) convertIntToString-NSUInteger)paramInteger

usingBlockObject-IntToStringConverter)paramBlockObject{

return paramBlockObject(paramInteger);

}

Теперь требуется просто вызвать метод convertIntToString:, сопровождаемый объектом на наш выбор (пример 7.2).

Пример 7.2. Вызов блокового объекта в другом методе

– (void) doTheConversion{

NSString *result = [self convertIntToString:123

usingBlockObject: intToString];

NSLog(@"result = %@", result);

}

Теперь, когда мы немного разбираемся в независимых блоковых объектах, поговорим о встраиваемых блоковых объектах. В только что рассмотренном методе doTheConversion мы передавали методу convertIntToString: usingBlockObject: в качестве параметра блоковый объект intToString. Что если бы у нас не было в распоряжении готового блокового объекта, который можно было бы передать этому методу? На самом деле это не доставило бы нам никаких проблем. Как уже упоминалось, блоковые объекты – это функции первого класса и их можно создавать во время исполнения. Рассмотрим альтернативную реализацию метода doTheConversion (пример 7.3).

Пример 7.3. Блоковый объект, определенный в виде функции

– (void) doTheConversion{

IntToStringConverter inlineConverter = ^(NSUInteger paramInteger){

NSString *result = [NSString stringWithFormat:@"%lu",

(unsigned long)paramInteger];

return result;

};

NSString *result = [self convertIntToString:123

usingBlockObject: inlineConverter];

NSLog(@"result = %@", result);

}

Сравните примеры 7.1 и 7.3. Я удалил имевшийся в первом варианте код, в котором мы формировали сигнатуру блокового объекта. Данная сигнатура состояла из имени и аргумента – (^intToString) (NSUInteger). Остальную часть блокового объекта я не трогаю, и теперь он становится анонимным объектом. Но это не означает, что я никак не могу сослаться на блоковый объект. С помощью знака равенства (=) я присваиваю блоковый объект типу и имени: IntToStringConverter inlineConverter. Теперь я могу воспользоваться типом данных, чтобы стимулировать правильную работу методов, а при самой операции передачи блокового объекта использовать его имя.

Кроме того способа создания встраиваемых блоковых объектов, который только что был продемонстрирован, существует способ создания блокового объекта на этапе передачи его как параметра:

– (void) doTheConversion{

NSString *result =

[self convertIntToString:123

usingBlockObject: ^NSString *(NSUInteger paramInteger) {

NSString *result = [NSString stringWithFormat:@"%lu",

(unsigned long)paramInteger];

return result;

}];

NSLog(@"result = %@", result);

}

Сравните этот пример с примером 7.2. Оба метода используют блоковый объект с применением синтаксиса usingBlockObject. Но, в то время как при применении первого варианта мы ссылались по имени на предварительно определенный блоковый объект (intToString), во втором варианте блоковый объект создается на лету. В этом коде мы создали встраиваемый блоковый объект, который передается методу convertIntToString: usingBlockObject: как второй параметр.

7.2. Доступ к переменным в блоковых объектах

Постановка задачи

Необходимо понять разницу между доступом к переменным в методах Objective-C и доступом к этим переменным в блоковых объектах.

Решение

Вот краткое обобщение того, что необходимо знать о переменных в блоковых объектах.

• Локальные переменные в блоковых объектах работают точно так же, как и в методах Objective-C.

• При работе со встраиваемыми блоковыми объектами к локальным относятся не только те переменные, которые определены внутри блока, но и те, что определены в методе, реализующем данный блоковый объект (чуть позже рассмотрим примеры).

• Нельзя ссылаться на self в независимых блоковых объектах, реализованных в классе Objective-C. Если необходим доступ к self, то вам нужно передать его объект блоковому объекту в качестве параметра. Чуть позже рассмотрим на примере и такую ситуацию.

• Во встраиваемом блоковом объекте на self можно ссылаться лишь в тех случаях, когда self присутствует в лексической области видимости, в рамках которой и создается блоковый объект.

• При работе со встраиваемыми блоковыми объектами локальные переменные, определяемые внутри реализации блокового объекта, доступны для считывания, но не для записи. Однако есть и исключение. Блоковый объект может записывать информацию в такие переменные, если они определены с типом хранения __block. Пример мы также рассмотрим.

• Предположим, у вас есть блоковый объект типа NSObject, а внутри реализации этого объекта вы используете блоковый объект с GCD. Внутри данного блокового объекта у вас будет доступ для чтения и записи к объявленным свойствам того NSObject, внутри которого реализован блок.

• Вы можете получать доступ к объявленным свойствам NSObject внутри независимых блоковых объектов, только если вы работаете с методами-установщиками и методами-получателями этих свойств. Вы не сможете получить доступ к объявленным свойствам объекта внутри независимого блокового объекта с помощью точечной нотации.

Обсуждение

Сначала научимся работать с переменными, которые являются локальными для реализаций двух блоковых объектов. Один из этих блоковых объектов будет встраиваемым, а другой – независимым:

void (^independentBlockObject)(void) = ^(void){

NSInteger localInteger = 10;

NSLog(@"local integer = %ld", (long)localInteger);

localInteger = 20;

NSLog(@"local integer = %ld", (long)localInteger);

};

При активизации этого блокового объекта те значения, которые мы присваиваем, выводятся в окне консоли:

local integer = 10

local integer = 20

Пока все несложно. Теперь рассмотрим встраиваемые блоковые объекты и переменные, которые являются для них локальными:

– (void) simpleMethod{

NSUInteger outsideVariable = 10;

NSMutableArray *array = [[NSMutableArray alloc]

initWithObjects:@"obj1",

@"obj2", nil];

[array sortUsingComparator: ^NSComparisonResult(id obj1, id obj2) {

NSUInteger insideVariable = 20;

NSLog(@"Outside variable = %lu", (unsigned long)outsideVariable);

NSLog(@"Inside variable = %lu", (unsigned long)insideVariable);

/* Возвращаем значение для блокового объекта. */

return NSOrderedSame;

}];

}

Метод экземпляра sortUsingComparator:, относящийся к классу NSMutableArray, пытается сортировать изменяемый массив. Цель кода, приведенного в данном примере, – просто продемонстрировать использование локальных переменных. Можно и не задаваться тем, что именно делает этот метод.

Блоковый объект может считывать информацию и записывать данные в собственную локальную переменную insideVariable. При этом по умолчанию блоковый объект имеет доступ только для чтения к переменной outsideVariable. Чтобы блоковый объект мог записывать информацию в outsideVariable, нужно поставить перед outsideVariable префикс __block, указывающий соответствующий тип хранения:

– (void) simpleMethod{

__block NSUInteger outsideVariable = 10;

NSMutableArray *array = [[NSMutableArray alloc]

initWithObjects:@"obj1",

@"obj2", nil];

[array sortUsingComparator: ^NSComparisonResult(id obj1, id obj2) {

NSUInteger insideVariable = 20;

outsideVariable = 30;

NSLog(@"Outside variable = %lu", (unsigned long)outsideVariable);

NSLog(@"Inside variable = %lu", (unsigned long)insideVariable);

/* Возвращаем значение для блокового объекта. */

return NSOrderedSame;

}];

}

Доступ к self во встраиваемых блоковых объектах не вызывает никаких проблем, пока self определяется в лексической области видимости, внутри которой создается встраиваемый блоковый объект. Например, в данной ситуации блоковый объект сможет получить доступ к self, поскольку метод simpleMethod является методом экземпляра класса языка Objective-C:

– (void) simpleMethod{

NSMutableArray *array = [[NSMutableArray alloc]

initWithObjects:@"obj1",

@"obj2", nil];

[array sortUsingComparator: ^NSComparisonResult(id obj1, id obj2) {

NSLog(@"self = %@", self);

/* Возвращаем значение для блокового объекта. */

return NSOrderedSame;

}];

}

Не внеся изменений в реализацию вашего блокового объекта, вы не сможете получить доступ к self в независимом блоковом объекте. При попытке скомпилировать данный код мы получим ошибку времени компиляции:

void (^incorrectBlockObject)(void) = ^{

NSLog(@"self = %@", self); /* self здесь не определен. */

};

Если вы хотите получить доступ к self в независимом блоковом объекте, просто передайте объект, представляемый self, вашему блоковому объекту в качестве параметра:

void (^correctBlockObject)(id) = ^(id self){

NSLog(@"self = %@", self);

};

– (void) callCorrectBlockObject{

correctBlockObject(self);

}

Этому параметру не обязательно присваивать имя self. Ему можно дать любое имя. Тем не менее если назвать этот параметр self, то можно будет просто собрать код блокового объекта позже и поместить его в реализацию метода на языке Objective-C. Не придется менять имя каждого экземпляра переменной на self, чтобы код был воспринят компилятором.

Рассмотрим объявленные свойства и посмотрим, как блоковые объекты могут получать к ним доступ. При работе со встраиваемыми блоковыми объектами можно применять точечную нотацию – она позволяет считывать информацию из объявленных свойств self или записывать в них данные. Допустим, например, что у нас в классе есть объявленное свойство типа NSString, которое называется stringProperty:

#import «AppDelegate.h»

@interface AppDelegate()

@property (nonatomic, copy) NSString *stringProperty;

@end

@implementation AppDelegate

Теперь не составляет труда получить доступ к этому свойству во встраиваемом блоковом объекте:

– (void) simpleMethod{

NSMutableArray *array = [[NSMutableArray alloc]

initWithObjects:@"obj1",

@"obj2", nil];

[array sortUsingComparator: ^NSComparisonResult(id obj1, id obj2) {

NSLog(@"self = %@", self);

self.stringProperty = @"Block Objects";

NSLog(@"String property = %@", self.stringProperty);

/* Возвращаем значение для блокового объекта. */

return NSOrderedSame;

}];

}

Но в независимом блоковом объекте нельзя использовать точечную нотацию для считывания объявленного свойства или записи информации в это свойство:

void (^correctBlockObject)(id) = ^(id self){

NSLog(@"self = %@", self);

/* Вместо этого используем метод-установщик */

self.stringProperty = @"Block Objects"; /* Ошибка времени компиляции */

/* Вместо этого используем метод-получатель. */

NSLog(@"self.stringProperty = %@",

self.stringProperty); /* Ошибка времени компиляции */

};

В данном сценарии будем пользоваться методом-установщиком и методом-получателем синтезированного свойства:

void (^correctBlockObject)(id) = ^(id self){

NSLog(@"self = %@", self);

/* Это будет работать нормально. */

[self setStringProperty:@"Block Objects"];

/* Это также будет работать нормально. */

NSLog(@"self.stringProperty = %@",

[self stringProperty]);

};

Когда дело касается встраиваемых блоковых объектов, необходимо учитывать лишь одно очень важное правило: встраиваемые блоковые объекты копируют значения для переменных в своей лексической области видимости. Если вы не понимаете, что это значит, – не волнуйтесь. Рассмотрим пример:

typedef void (^BlockWithNoParams)(void);

– (void) scopeTest{

NSUInteger integerValue = 10;

BlockWithNoParams myBlock = ^{

NSLog(@"Integer value inside the block = %lu",

(unsigned long)integerValue);

};

integerValue = 20;

/* Вызываем блок здесь после изменения

значения переменной integerValue. */

myBlock();

NSLog(@"Integer value outside the block = %lu",

(unsigned long)integerValue);

}

Мы определяем целочисленную локальную переменную и сначала присваиваем ей значение 10. Затем реализуем блоковый объект, но пока не вызываем его. После того как блоковый объект реализован, мы просто изменяем значение локальной переменной, которую затем (после того как мы его вызовем) попытается считать блоковый объект. Сразу после изменения значения локальной переменной на 20 вызываем блоковый объект. Логично предположить, что блоковый объект выведет для переменной на консоль значение 20, но этого не произойдет. Он выведет значение 10, как показано здесь:

Integer value inside the block = 10

Integer value outside the block = 20

Вот что здесь происходит. Блоковый объект сохраняет для себя копию переменной integerValue, доступную только для чтения, и делает это именно там, где реализуется блок. Напрашивается вопрос: почему же блоковый объект принимает доступное только для чтения значение переменной integerValue? Ответ прост, и мы уже дали его в этом разделе. Если у локальной переменной нет префикса __block, означающего соответствующий тип хранения, локальные переменные в лексической области видимости блокового объекта просто передаются блоковому объекту как переменные, доступные только для чтения. Следовательно, чтобы изменить это поведение, мы могли бы изменить реализацию метода scopeTest и сопроводить переменную integerValue префиксом __block, указывающим тип хранения. Это делается так:

– (void) scopeTest{

__block NSUInteger integerValue = 10;

BlockWithNoParams myBlock = ^{

NSLog(@"Integer value inside the block = %lu",

(unsigned long)integerValue);

};

integerValue = 20;

/* Вызываем блок здесь после изменения

значения переменной integerValue. */

myBlock();

NSLog(@"Integer value outside the block = %lu",

(unsigned long)integerValue);

}

Теперь, если вывести на консоль результаты после вызова метода scopeTest, мы увидим следующее:

Integer value inside the block = 20

Integer value outside the block = 20

Итак, в данном разделе мы довольно подробно рассмотрели вопросы использования переменных с блоковыми объектами. Рекомендую вам написать несколько блоковых объектов и попытаться использовать в них переменные. Присваивайте им переменные, считывайте из них информацию, чтобы лучше разобраться с тем, как в блоковых объектах применяются переменные. Перечитайте этот раздел, если случайно забудете правила, регулирующие доступ к переменным в блоковых объектах.

7.3. Вызов блоковых объектов

Постановка задачи

Вы научились создавать блоковые объекты, а теперь требуется их исполнять и получать определенные результаты.

Решение

Исполняйте ваши блоковые объекты так же, как и функции на языке C. Подробнее об этом – в подразделе «Обсуждение».

Обсуждение

В разделах 7.1 и 7.2 вы видели примеры вызова блоковых объектов. В данном разделе приводятся более конкретные примеры.

Если у вас есть независимый блоковый объект, его можно вызвать так же, как мы вызывали бы функцию на языке C:

void (^simpleBlock)(NSString *) = ^(NSString *paramString){

/* Реализуем блоковый объект и используем параметр paramString. */

};

– (void) callSimpleBlock{

simpleBlock(@"O'Reilly");

}

Если вы хотите вызвать независимый блоковый объект внутри другого независимого блокового объекта, действуйте так же, как при активизации метода на языке C:

NSString *(^trimString)(NSString *) = ^(NSString *inputString){

NSString *result = [inputString stringByTrimmingCharactersInSet:

[NSCharacterSet whitespaceCharacterSet]];

return result;

};

NSString *(^trimWithOtherBlock)(NSString *) = ^(NSString *inputString){

return trimString(inputString);

};

– (void) callTrimBlock{

NSString *trimmedString = trimWithOtherBlock(@" O'Reilly ");

NSLog(@"Trimmed string = %@", trimmedString);

}

Продолжим данный пример и вызовем метод callTrimBlock на языке Objective-C:

[self callTrimBlock];

Метод callTrimBlock вызовет блоковый объект trimWithOtherBlock, а этот объект вызовет блоковый объект trimString, чтобы обрезать указанную строку. Отсечение строки – простая операция, для ее выполнения требуется всего одна строка кода. Но этот пример демонстрирует, как можно вызывать блоковые объекты внутри блоковых объектов.