(->)指向结构体成员运算符的使用

(->)指向结构体成员运算符是C语言中的二目运算符,用来访问结构体中的成员。

(->)在平时的开发中比较少用到,不过有一种情况会用到,那就是自定义类遵循NSCopying协议的时候需要实现-(id)copyWithZone:(NSZone *)zone的时候,例如:

@interface MGClassA()<NSCopying>
@end
@implementation MGClassA{
    @public NSMutableArray *_friends;
}

-(id)copyWithZone:(NSZone *)zone{
    MGClassA *copy = [[self class] allocWithZone:zone];
    copy-> _friends = [_friends mutableCopy];
    return copy;
}

在上面代码中,访问实例变量是这样:
copy-> _friends = [_friends mutableCopy];
而不是通过(.)语法,因为实例变量不是属性(点语法的本质本章就不做解释),所以无法使用点语法。

那么为什么要用(->) ?


Objective-C是C\C++的超集,它的对象模型是基于类来建立的。我们可以在苹果开源的 runtime(我下载的是当前的最新版本 objc4-706.tar.gz )中发现 Objective-C 对象模型的实现细节。


描述Objective-C对象所用的数据结构定义在objc-private.h头文件中,代码如下:

struct objc_object {
private:
    isa_t isa;

public:

    // ISA() assumes this is NOT a tagged pointer object
    Class ISA();

    // getIsa() allows this to be a tagged pointer object
    Class getIsa();
    ...
    ...
    ...
}

该结构体只有一个成员,是个Class类型的变量,该对象定义了对象所属的类,通常成为"is a"指针。

Objective-C 中的类本质上也是对象,我们称之为类对象,其数据结构定义在runtime.h头文件中,如下:

typedef struct objc_class *Class;
typedef struct objc_object *id;

struct objc_class {
    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;

#if !__OBJC2__
    Class super_class                                        OBJC2_UNAVAILABLE;
    const char *name                                         OBJC2_UNAVAILABLE;
    long version                                             OBJC2_UNAVAILABLE;
    long info                                                OBJC2_UNAVAILABLE;
    long instance_size                                       OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_ivar_list *ivars                             OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_method_list **methodLists                    OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_cache *cache                                 OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_protocol_list *protocols                     OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif

} OBJC2_UNAVAILABLE;

此结构体中存放着类的元数据(metadata),描述了类对象的数据:对象的名字、版本、信息、占用的内存,类的实例实现了几个方法,有多少个实例变量,而且也描述了对象的行为:对象能够响应的消息、实现的实例方法等。因此,当我们调用实例方法 [receiver message]给一个对象发送消息时,这个对象能否响应这个消息就需要通过isa找到它所属的类,在该类的成员中的方法列表中找到目标方法,发送消息。

类定义的实例变量存储在objc_ivar_list类型的ivars变量中,该变量存储objc_ivar类型的变量,两者的数据结构如下:

struct objc_ivar {
    char *ivar_name                                          OBJC2_UNAVAILABLE;
    char *ivar_type                                          OBJC2_UNAVAILABLE;
    int ivar_offset                                          OBJC2_UNAVAILABLE;
#ifdef __LP64__
    int space                                                OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
};

struct objc_ivar_list {
    int ivar_count                                           OBJC2_UNAVAILABLE;
#ifdef __LP64__
    int space                                                OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
    /* variable length structure */
    struct objc_ivar ivar_list[1]                            OBJC2_UNAVAILABLE;
};

objc_ivar结构体中有一个变量int ivar_offset,它用来实例变量的偏移值,表示该变量距离存放对象的内存区域的起始地址多远。如果我们写出下面的代码:

#import "MGSimple.h"

@interface MGSimple()
@end
@implementation MGSimple{
    NSString *_mgName;
}

- (void)p_test{
    MGSimple *simple = self;
    simple->_mgName = @"Mango";
}
@end

那么在clang -rewrite-objc MGSimple.m出现的C\C++代码如下:

static void _I_MGSimple_p_test(MGSimple * self, SEL _cmd) {
    MGSimple *simple = self;
    (*(NSString **)((char *)simple + OBJC_IVAR_$_MGSimple$_mgName)) = (NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_0p_2f5648xd37q1zndk1z9kldc40000gn_T_MGSimple_5a648e_mi_0;
}

其中(char *)simple + OBJC_IVAR_$_MGSimple$_mgName)这小段代码就是拿到_mgName实例变量所在的地址。

其中OBJC_IVAR_$_MGSimple$_mgName)是表示该实例变量的偏移值,代码如下:

extern "C" unsigned long int OBJC_IVAR_$_MGSimple $_mgName 
__attribute__ ((used, section ("__DATA,__objc_ivar"))) 
= __OFFSETOFIVAR__(struct MGPerson, _arr);

总的来说Objective-C中所有的类在运行时都是结构体,该结构体中有存储着实例变量,虽然实例变量不是该结构体的属性(实例变量是objc_ivar类型,存放在该结构体的objc_ivar_list变量中),但是编译器允许我们将它当做直接成员,所以可以通过(->)访问到,至于程序怎么访问实例变量,那么由底层去做。

不过想通过(->)访问类的实例变量还有一个前提条件,那么就是要在这个实例变量所属的文件中进行访问,举个例子:

@interface MGClassA()<NSCopying>
@end
@implementation MGClassA{
    @public NSMutableArray *_friends;
}

-(id)copyWithZone:(NSZone *)zone{
    MGClassA *copy = [[self class] allocWithZone:zone];
    copy-> _friends = [_friends mutableCopy]; //这样是没问题的,因为_friends是当前文件的实例变量。
    return copy;
}

@interface ViewController ()
@end
@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    MGClassA *classA = [[self alloc] init];
    classA->_friends = @[@"Mango"];  //这里编译器会报错,因为在当前类文件中找不到_friends这个实例变量。
}

再来看一个分类的例子:


#pragma mark - MGPerson.h

@interface MGPerson : NSObject
@property(nonatomic,copy,readonly)NSString *firstName;
@property(nonatomic,copy,readonly)NSString *lastName;
@property(nonatomic,strong,readonly)NSArray *friends;

- (instancetype)initWithFirstName:(NSString *)firstName
                         lastName:(NSString *)lastName;
@end

@interface MGPerson (Friendship)
- (void)addFriend:(MGPerson *)person;
- (void)removeFriend:(MGPerson *)person;
- (BOOL)isFriendWith:(MGPerson *)person;
@end

#pragma mark - MGPerson.m

@interface MGPerson()
@property(nonatomic,copy,readwrite)NSString *firstName;
@property(nonatomic,copy,readwrite)NSString *lastName;

@end
@implementation MGPerson
{
    NSMutableArray *_arr;
}
      ......
@end


@implementation MGPerson (Friendship)
-(void)addFriend:(MGPerson *)person{
    [_arr addObject:person];
    [self->_arr addObject:person];
}

      ......
@end

在上面的代码中,在MGPerson.m文件中的一个Friendship分类中通过(->)和直接使用_arr都可以访问到MGPerson IMP中的_arr实例变量,综合上面两个例子可以得出一个结论:

  1. Objective-C将实例变量声明为static,所以在本文件中即使不在同一个IMP范围内都可以通过实例变量名访问得到。
  2. Objective-C将实例变量存储在声明为static的变量数组里,并且这个变量数组是object_class的一个成员,所以我们可以在本文件中通过objcet(->)_arr访问到实例变量。

通过clang -rewrite-objc MGPerson.m可以看到确实如此:

//虽然是extern,但是编译器只会在当前文件中对应实例变量是否存在
extern "C" unsigned long int OBJC_IVAR_$_MGPerson$_arr __attribute__ ((used, section ("__DATA,__objc_ivar"))) = __OFFSETOFIVAR__(struct MGPerson, _arr);

//变量数组所在的结构体确实是用static修饰。
static struct /*_ivar_list_t*/ {
    unsigned int entsize;  // sizeof(struct _prop_t)
    unsigned int count;
    struct _ivar_t ivar_list[3];
} _OBJC_$_INSTANCE_VARIABLES_MGPerson __attribute__ ((used, section ("__DATA,__objc_const"))) = {
    sizeof(_ivar_t),
    3,
    {{(unsigned long int *)&OBJC_IVAR_$_MGPerson$_arr, "_arr", "@\"NSMutableArray\"", 3, 8},
     {(unsigned long int *)&OBJC_IVAR_$_MGPerson$_firstName, "_firstName", "@\"NSString\"", 3, 8},
     {(unsigned long int *)&OBJC_IVAR_$_MGPerson$_lastName, "_lastName", "@\"NSString\"", 3, 8}}
};

如果本章有什么地方讲错了,还请留言指正,谢谢大家!

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 212,332评论 6 493
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 90,508评论 3 385
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 157,812评论 0 348
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 56,607评论 1 284
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 65,728评论 6 386
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 49,919评论 1 290
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,071评论 3 410
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 37,802评论 0 268
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,256评论 1 303
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,576评论 2 327
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,712评论 1 341
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,389评论 4 332
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,032评论 3 316
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,798评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,026评论 1 266
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,473评论 2 360
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,606评论 2 350

推荐阅读更多精彩内容