Блоки (расширение языка Си)

Блоки (англ. blocks) — расширение языков программирования C, C++, Objective-C, не описанное в стандартах этих языков и созданное фирмой Apple. Расширение позволяет создавать замыкания, используя лямбда-подобный синтаксис.

«Блоки» были созданы с целью облегчения написания приложений для платформы Grand Central Dispatch^[1][2], но могут использоваться и на других платформах. Apple реализовала «блоки» в собственной ветке компилятора GCC. Для компиляторов LLVM создана библиотека времени исполнения.

«Блоки» похожи на функции:

• могут принимать аргументы и возвращать значения;
• могут иметь локальные переменные;
• могут вызываться, как и обычные функции;
• имеют адреса, которые могут использоваться как обычные указатели на функцию (то есть, указатели на «блоки» могут храниться в переменных, могут передаваться в функции).

В отличие от функций:

• внутри «блоков» могут использоваться переменные, доступные функции, внутри которой создавался «блок».

Для работы с блоками компилятор генерирует дополнительный код. В процессе выполнения программы для каждого создаваемого блока этот код создаёт скрытый объект. Объект содержит следующие поля:

• ссылка на код блока;
• значения локальных переменных, доступных функции, внутри которой блок был создан.

Чтобы сообщить компилятору о том, что в переменной будет храниться адрес «блока» (а не обычной функции) следует использовать особое ключевое слово. Ключевое слово не требуется, если «блок» и переменная находятся в одной области видимости.

В следующем примере^[3] функция MakeCounter создаёт блок и возвращает указатель на него.

#include <stdio.h>
#include <Block.h>

// создание псевдонима для типа «указатель на блок»
typedef int ( ^ IntBlock ) ();

IntBlock MakeCounter ( int start, int increment ) {
	__block int i = start;
	
	return Block_copy( ^ {
		int ret = i;
		i += increment;
		return ret;
	} );
	
}

int main () {
	IntBlock my_counter = MakeCounter( 5, 2 );
	printf( "First call: %d\n", my_counter() );
	printf( "Second call: %d\n", my_counter() );
	printf( "Third call: %d\n", my_counter() );
	
	// освободить память, выделенную при создании блока для хранения скрытого объекта
	Block_release( my_counter );
	
	return 0;
}

Программа напечатает следующее.

First call: 5
Second call: 7
Third call: 9

Команда для компиляции примера с помощью компилятора clang:

clang -fblocks blocks-test.c -lBlocksRuntime

• Замыкание
• Лямбда-исчисление
• Лямбда-выражения
• XNU