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Objective-C de lambda 松浦明彦 @matu_ani 1

自己紹介• コップ本読んでる途中な程度• 札幌C++勉強会メンバー（最年長ｗ） • 「プログラミングの魔導少女」：巻末記事• 監修メンバー • 「C++の設計と進化」（通称：D&E） • 「ストラウストラップのプログラミング入門」（通称：鈍器ｗ）• ジャズと酒が趣味、シングルパパです。 2

お話しすること・ねらい• Objective-Cの紹介がてら、関数型つながりでObjective-Cのラムダ式（Blocks）についてお話します。 • めざせBlocks完全制覇！！• 実装・シンタックス寄り、現場的なお話しです。• 関数型的なお話は殆どありません m(_ _)m 3

もくじ• Objective-C 文法基礎• Objective-C Blocks基礎• Objective-C Blocks応用• C++とBlocks 4

Objective-C 文法基礎さらっと流します... 5

Objective-Cとは• C言語にオブジェクト指向機能を追加：☓• Smalltalk風 Object Systemの言語環境にて、C 言語も使うことが出来る：○ • Cの言語仕様自体には、何も足さない何も引かない。 6

Objective-Cとは• C言語にオブジェクト指向機能を追加：☓• Smalltalk風 Object Systemの言語環境にて、C 言語も使うことが出来る：○ • Cの言語仕様自体には、何も足さない何も引かない。スクリプト言語並の動的言語と静的型付け言語が共存するハイブリッドな環境 6

Smalltalk 例"initializeメッセージをaMyObjectに送信"aMyObject initialize."引数30のsetSizeメッセージをaSquareに送信"aSquare setSize : 30."オブジェクト「３」にセレクタ「+」を引数「4」で送信"total := 3 + 4. 7

Objective-Cでのメッセージ送信• メソッド呼び出しは、メッセージ（セレクタ）送信の結果である。// 単項メッセージ(引数なし)[receiver msg];// receiver->msg(); // 引数付きメッセージval = [receiver msg: arg1 with: arg2];// val = receiver->msg( arg1, arg2 ); 8

Objective-Cでのメッセージ送信• メソッド呼び出しは、メッセージ（セレクタ）送信の結果である。// 単項メッセージ(引数なし)[receiver msg];// receiver->msg(); [] で囲うメッセージキーワード // 引数付きメッセージval = [receiver msg: arg1 with: arg2];// val = receiver->msg( arg1, arg2 ); 8

クラスの宣言・定義• クラスの宣言・定義には@コンパイラディレクティブを使う。• 通常、宣言部を.hファイル、実装部を.m ファイルに記述する。（一緒でもよい）• #importは#includeと基本同じだが、二重includeしない。 9

#import <Foundation/Foundation.h>// クラスの宣言@interface MyClass : NSObject { int val;}- (id)init;+ (void)classMethod:(id)arg; // クラスメソッド- (id)method:(NSObject*)arg1 with:(int)arg2;@end// 実装@implementation MyClass+ (void)classMethod:(id)arg { // some operation}- (id)method:(NSObject*)arg1 with:(int)args2 { return obj;}@end 10

制御構文• if,while,for,とか、JavaやC++と同じ。 AlarmFake* f = [[AlarmFake alloc]init]; if( [f conformsToProtocol:@protocol(Alarm)] ) {// ・・・ } 11

基礎編、もうちょい• C/C++との共存• メモリ管理について 12

C/C++との共存• 普通にC/C++が使える。• C++を使う場合、.mでなく、.mmにする。（ていうか基本.mmにすべし）• boostも使える。• Xcode4.2のllvm-clangはC++11（一部）も！ 13

#import <Foundation/Foundation.h>#include <iostream>#include <boost/shared_ptr.hpp>class CppClass{public: C++のクラス! CppClass(){}! void print() const {! ! std::cout << "CppClass::print" << std::endl;! }};@interface ObjcClass : NSObject- (void)print;@end Objective-Cのクラス@implementation ObjcClass- (void)print {! NSLog(@"ObjcClass print");}@endvoid boost_test(){! boost::shared_ptr<CppClass> p(new CppClass);!! ObjcClass* oc = [[ObjcClass alloc]init];!! [oc print]; // ObjcClass print! p->print(); // CppClass::print} 14

メモリ管理• Objective-Cのクラスは静的には生成できない。必ずallocする。MyObject* obj = [[MyObject alloc] init];[obj method :arg with:10]; 15

参照カウンタ • 難敵：retain,release,autoreleaseMyObject* obj = [[MyObject alloc] init]; // 参照カウント１[obj retain]; // 参照カウント２NSLog(@"count=%d", [obj retainCount] ); // count=2[obj release] ; // 参照カウント１[obj release] ; // 参照カウント０，開放される・・・// メモリプールが有効なあいだ生きてるMyObject* obj = [[[MyObject alloc] init] autorelease];[obj retain]; // 参照カウント２、メモリプールの生き死に関わらず保持したい！ 16

簡単にリークするｗ• release忘れ• retainしすぎ• autorelease忘れ• しかも、これらが絡み合うｗｗ• ..... Appleが示した解決策は 17

Automatic ReferenceCounting (ARC)• iOS5、MacOSX10.6から• Xcode4.2ではデフォルト• 参照カウンタ管理をコンパイル時に解決してくれる。ヽ(^。^)ノ• retain/release/retainCount等は書かなくていい。 • てか、書いたらコンパイルエラー orz• GCとは別（GCもオプションであり） 18

その他の機能• ランタイムシステム• プロパティ• プロトコル• カテゴリ• クラスエクステンション• クラスクラスタ• 例外• GC• 高速列挙 • ・・・などなど、あと、フレームワークには一切触れてません 19

Blocksって• ようはラムダです。 • ラムダ式のリテラル• MacOSX 10.6/iOS 4.0以降• AppleのC言語の拡張 • http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg14/ www/docs/n1370.pdf 22

Declaring a Block• シンタックスはCの関数ポインタと似ている。• ^ を使う。 23

Using a Blockvoid (^b1)(int) = ^(int x){NSLog(@"Hello Blocks %d",x);};b1(100); // Hello Blocks 100// パラメータ無しなら定義側は()を省略してもOKvoid (^b2)() = ^{NSLog(@"Hello Blocks 2");};b2(); // Hello Blocks 2 24

パラメータにBlockvoid blocks_caller( void (^f)(void) ){! f();}void blocks_test(){! blocks_caller( ^(){ NSLog(@"test1");} );} 25

Blocksどーよ• 最近のCocoaAPI は積極的にBlockを使う傾向にある（iCloud APIとか）。• なんだかんだメモリ管理を意識。 Automatic Reference Counting (ARC) のもとで使うのが良さそう。• 過渡期っぽい.....が、今後は重要なプログラミングスタイルと思われ。 26

Blocks応用といっても、キャプチャとかBlockの寿命とかそのへん 27

変数のキャプチャ• ローカル変数、グローバル変数をBlock 内で使用可能• ローカル変数はデフォルトで、イミュータブル、かつBlock構築時のコピー 28

キャプチャの例int g=999; // グローバル変数・・・int x = 100;void (^b)() = ^(){NSLog(@"x=%d g=%d",x,g);};b(); // x=100 g=999x=200;b(); // x=100（変わらず）g=888;b(); // x=100 g=888 29

ミュータブルで共有なキャプチャ__block int x=100;void (^b)() = ^(){NSLog(@"x=%d g=%d", x++, g);};b(); // x=100 g=999b(); // x=101 g=999x=200;b(); // x=200 g=999 30

クラスで使う @interface testClass : NSObject{ int x_; } -(void) myprint; -(void) print:(void(^)(int x))printer; @end @implementation testClass -(void)print:(void (^)(int x))printer { printer(x_); }testClass* t = [[testClass alloc]init];[t print:^(int x){ NSLog(@"my printer x=%d", x);}]; 31

selfのキャプチャ-(void)myprint { // testClassのメソッド x_ = 100; void(^b)()=^{ NSLog(@"x_=%d", x_);}; b(); // x_ = 100 x_ = 200; b(); // x_ = 200 !!（コピーと違うの？？） // こう書いているのと同じ void(^b2)()=^{ NSLog(@"testClass x_=%d", self->x_);};} • メンバー変数がキャプチャされているのではない • selfがキャプチャされている！ 32

高階関数、部分適用C#Func<int, Func<int, int>> f = x => y => x + y;Func<int, int> fc = f(1);int x = fc(3); // 4 (1 + 3)C++11auto f = [](int x){ return [x](int y){return x+y;}; };auto fc = f(1);int x = fc(3); // 4 (1 + 3) 33

Blockだと。。void blocks_test(){! typedef int (^add_function)(int);! add_function (^f)(int) =! ! ! ! ! ^(int x){! ! ! ! ! ! return Block_copy(^(int y){ return x+y;});! ! ! ! ! };! add_function fc = f(1);! NSLog(@"blocks_test() fc=%d", fc(3)); // 4 (1 + 3)! Block_release(fc);} 34

Blocks大事なこと• Blockの生存期間はそのスタックと同じ。• スタック外で使うならコピーが必要。 • Block_copy / Block_release • ただ、コピーしなくてもコンパイル通る（事が多い）し、動くから恐ろしい。• ARCのもとでは Block_copy / Block_release 不要。 • てかコンパイルエラーになる 35

ARCありなら...void blocks_test(){! typedef int (^add_function)(int);! add_function (^f)(int) = ^(int x){return ^(int y){return x+y;};};! add_function fc = f(1);! NSLog(@"blocks_test() fc=%d", fc(3)); // 4 (1 + 3)} すっきり(^^) 36

軽くまとめ• ローカル変数のキャプチャはデフォルトでイミュータブルかつBlock構築時のコピー。• __block修飾されたローカル変数は、ミュータブルとなり、そのスタック内のblockで共有される。• Blockの寿命はスタックと同じ。スタック外でも使いたければcopyが必要。• ARCが吉 37

BlocksとC++ 実はここを一番話したかったという噂もｗ... 38

C++11のfunction<T> にBlockをstd::function<void(int)> f = ^(int x){NSLog(@"Hello function!! x=%d",x);};f(1); // Hello function!! x=1f(2); // Hello function!! x=2 std::function<T>は、Blocks対応に書き換えてあるのかな？？ 39

簡易function作ったtemplate<typename R, typename ...V>struct my_function { struct HolderBase{ virtual R run(V... arg)=0; }; template<typename F> struct Holder : HolderBase { F f_; Holder(F f):f_(f){} virtual R run(V... arg) { return f_(arg...); } }; boost::scoped_ptr<HolderBase> holder_; template<typename F> my_function(F f) : holder_(new Holder<F>(f) ){} R operator()(V... arg) { holder_->run(arg...); }}; 40

my_functionにもmy_function<void,int> mf(^(int x){NSLog(@"my_function!! x=%d",x);});mf(100); // my_function!! x=100 • my_functionにBlocks固有のコードは無い。 • BlocksはObjC固有の型だが、C++のジェネリック型システムはそれを吸収した（とも言えるかと）。 • 無論、std::functionは変更不要（のはず）。 41

C++11 autoで型推論// blockをautoで型推論auto af = ^(int x){NSLog(@"Hello C++11 auto!! x=%d",x);};af(5); // Hello C++11 auto!! x=5// 高階関数も楽チンauto f = ^(int x){ return ^(int y){ return x+y;};};auto fc = f(1);NSLog(@"Hello C++11 auto!! fc=%d",fc(3)); // fc=4 42

C++11 autoで型推論// blockをautoで型推論auto af = ^(int x){NSLog(@"Hello C++11 auto!! x=%d",x);};af(5); // Hello C++11 auto!! x=5// 高階関数も楽チンauto f = ^(int x){ return ^(int y){ return x+y;};};auto fc = f(1);NSLog(@"Hello C++11 auto!! fc=%d",fc(3)); // fc=4 やっぱC++かわいいw 42

ご清聴ありがとうございました 43

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