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Objective-C Block 完整指南：定義、使用、記憶體管理、循環引用解決

編輯：關於C

Block：Objective-C 的閉包實作，捕獲上下文的匿名函數

Block 是 iOS/macOS 開發核心技術，廣泛用於枚舉、動畫、排序、網路回調、多執行緒。本文系統整理語法、捕獲語意、記憶體管理與最佳實務。

一、Block 語法基礎

完整宣告語法

返回類型 (^Block名稱)(參數列表) = ^返回類型(參數列表) { 實作代碼 };

常見形式

// 無參無回傳
void (^simpleBlock)(void) = ^{ NSLog(@"Hello"); };

// 有參有回傳
int (^addBlock)(int, int) = ^int(int a, int b) { return a + b; };

// 簡寫：無參時 ^ 後可省略 ()
void (^block)() = ^{ ... };

// 呼叫
simpleBlock();
int sum = addBlock(3, 5); // 8

二、Block 作為參數傳遞 (最常見用法)

NSArray *array = @[@"張三", @"李四", @"王五", @"趙六"];

// enumerateObjectsUsingBlock:
[array enumerateObjectsUsingBlock:^(id obj, NSUInteger idx, BOOL *stop) {
    NSLog(@"第 %lu 項: %@", idx, obj);
    if ([@"王五" isEqualToString:obj]) {
        *stop = YES; // 提前結束枚舉
    }
}];

三、變數捕獲規則

變數類型	捕獲方式	可否修改	說明
區域變數 (自動)	值捕獲 (複製)	預設唯讀	Block 建立時複製當前值
__block 區域變數	引用捕獲	可修改	共享同一記憶體位置
全域/靜態變數	引用捕獲	可修改	直接存取原位址
物件指標	強引用 (retain)	可修改指向	Block 持有物件
self (隱含)	強引用	-	易造成循環引用

__block 修飾符範例

__block int counter = 0;
__block BOOL found = NO;

[array enumerateObjectsUsingBlock:^(id obj, NSUInteger idx, BOOL *stop) {
    counter++; // 可修改
    if ([@"目標" isEqualToString:obj]) {
        found = YES;
        *stop = YES;
    }
}];
NSLog(@"總檢查 %d 項，找到: %@", counter, found ? @"是" : @"否");

四、typedef 簡化 Block 類型宣告

typedef double (^MathBlock)(double, double);

MathBlock area = ^(double w, double h) { return w * h; };
MathBlock sum  = ^(double a, double b) { return a + b; };

NSLog(@"面積: %.2f", area(10, 20)); // 200.00
NSLog(@"加總: %.2f", sum(10, 20));   // 30.00

五、Block 加入集合 (陣列/字典)

@property (nonatomic, strong) NSMutableArray *blocks;

- (void)setupBlocks {
    int (^add)(int, int) = ^(int x, int y) { return x + y; };
    [self.blocks addObject:add]; // Block 自動 copy 到堆上
    
    int (^mul)(int, int) = ^(int x, int y) { return x * y; };
    [self.blocks addObject:mul];
}

- (int)executeBlockAtIndex:(NSUInteger)idx withX:(int)x y:(int)y {
    int (^block)(int, int) = self.blocks[idx];
    return block(x, y);
}

六、循環引用問題與解決

問題場景

// self 持有 blocks 陣列
// block 內呼叫 self.method -> block 持有 self
// 形成：self → blocks → block → self (強引用環)
@property (nonatomic, strong) NSMutableArray *blocks;

- (void)badExample {
    int (^block)(int, int) = ^(int x, int y) {
        return [self compute:x y:y]; // 捕獲 self (強引用)
    };
    [self.blocks addObject:block];
    // self 永不釋放！
}

解決方案：__weak 弱引用

- (void)goodExample {
    __weak typeof(self) weakSelf = self; // 或 __weak SelfType *weakSelf = self;
    
    int (^block)(int, int) = ^(int x, int y) {
        // 使用 weakSelf，Block 不持有 self
        return [weakSelf compute:x y:y];
    };
    [self.blocks addObject:block];
    
    // 進階：在 block 內轉強引用確保執行期間不被釋放
    int (^safeBlock)(int, int) = ^(int x, int y) {
        __strong typeof(self) strongSelf = weakSelf;
        if (strongSelf) {
            return [strongSelf compute:x y:y];
        }
        return 0; // self 已釋放
    };
}

七、Block 在 iOS 開發中的核心應用場景

場景	API 範例	用途
集合枚舉	enumerateObjectsUsingBlock:	替代 for 迴圈，支援提前停止
視圖動畫	animateWithDuration:animations:	聲明式動畫配置
排序	sortedArrayUsingComparator:	自訂比較邏輯
通知中心	addObserverForName:object:queue:usingBlock:	區域性通知處理
錯誤處理	completionHandler (NSError *)	非同步結果回傳
多執行緒	dispatch_async(queue, ^{...})	GCD 任務提交
網路請求	dataTaskWithRequest:completionHandler:	非同步回調