初识objc
全称Objective-C，OSX、IOS开发语言
HelloWorld
#import <Foundation/Foundation.h>
int main(int argc, const char * argv[])
{
NSLog(@"Hello, World!");
return 0;
}
- 兼容C
- Foundation基础类库 ：类似java的java.lang，包括NSObject（根类），数据类型（NSNumber、NSDate），字符串NSString、数据结构（NSArray、NSDictionary、NSSet）
- 常见类前缀 ：NS(NextStep)、CF(Core Foundation)、CA(Core Animation)、CG(Core Graphics)、UI（IOS UIKit）
#import ：#import会自动判断是否已经被导入过，""、<>语义与c一致
定义一个类
AClass.h
#import <Foundation/Foundation.h>
// 继承类interface AClass : NSObject
@property (assign, readonly, nonatomic) int type; // public只读属性
@property (strong, nonatomic) NSString* name; // public属性
- (instancetype) initWithType:(int)aType andName:(NSString*) aName; //非默认构造函数
- (void) f; // public方法
+ (BOOL) isA:(int)a greaterThanB:(int)b; // 类方法
@end
AClass.m
#import "AClass.h"
// 扩展，定义private成员
@interface AClass ()
@property (assign, nonatomic) int type; // 自己可读写@property NSString* foo;
@end
@implementation AClass
//方法分类
#pragma mark - init and property
- (instancetype)initWithType:(int)aType andName:(NSString *)aName
{
if (self = [super init]) { // []消息传递（方法调用）
_type = aType; // _直接赋值
self.name = aName; // self.调用setter方法，执行特殊赋值逻辑和触发KOV
_foo = @"foo";
}
return self;
}
- (void)setName:(NSString *)name {
NSLog(@"%@", name); //特殊逻辑
_name = name;
}
#pragma mark - public method
- (void)f {
NSLog(@"in function f");
}
#pragma mark - class method
+ (BOOL)isA:(int)a greaterThanB:(int)b {
return a > b;
}
@end
调用
AClass *object1 = [[AClass alloc] init];
object1.name = @"object1";
AClass *object2 = [AClass new];
object2.name = @"object2";
AClass *object3 = [[AClass alloc] initWithType:1 andName:@"bar"];[object3 f];
[AClass isA:1 greaterThanB:2];
- 约定init开头的函数为构造函数
- property自动增加getter和setter方法
- property的属性：setter语义（assign,copy,retain），读写属性(readwrite,readonly)原子性(atomic,nonatomic)
- 消息传递写法：[receiver selector]
NSObject
-
NSObject Protocol 类似于java.lang.Object，方法有
- 类对象：Class，SuperClass
- 比较与hash（用于排序与数据结构[stl]）：isEqual、hash
- 描述：description，类似于java toString
- 消息传递：performSelector
- 内存管理：retain、release、autorelease（非ARC，自带引用计数）
-
NSObject Class
- 创建、拷贝、析构：alloc、init、new、copy、dealloc
- Runtime（方法解析、重定向、转发）：resolveInstanceMethod、forwardingTargetForSelector、forwardInvocation
- [反]序列化> NSObject Class继承NSObject Protocol
协议（Protocol）
相当于c++的抽象class，java的接口interface，只定义方法
类别（Category）
允许我们通过给一个类添加方法来扩充它，但不能添加新的实例变量
/*** ClassName+CategoryName.h ***/
#import <Foundation/Foundation.h>
@interface NSString (CamelCase)
-(NSString*) camelCaseString;
@end
/*** ClassName+CategoryName.m ***/
@implementation NSString (CamelCase)
-(NSString*) camelCaseString{
//调用NSString的内部方法获取驼峰字符串。
NSString *castr = [self capitalizedString];
//创建数组来过滤掉空格, 通过分隔符对字符进行组合。
NSArray *array = [castr componentsSeparatedByCharactersInSet:[NSCharacterSet whitespaceCharacterSet]];
//把数组的字符输出
NSString *output = @"";
for(NSString *word in array) {
output = [output stringByAppendingString:word];
}
return output;
}
@end
/*** main.m ***/
int main (int argc, const char * argv[]) {
NSString *str = @"My name is bill.";
NSLog(@"%@", str);
str = [str camelCaseString];
NSLog(@"%@", str); return 0;
}
- 文件命名格式：ClassName+CategoryName.[h|m]
- 声明语法：@interface ClassName (CategoryName)
- 不改动原始类且不需要继承，就能用原始类的对象直接调用扩展方法
- 应用场景：在没有源码（系统、第三方库）情况下扩展类方法
- 实现原理：编译时技术，将扩展方法扩充到类对象的方法列表中。
扩展（Extension）
对有源码的类扩展，能添加成员变量和方法> 应用场景：隐藏类的私有成员变量和方法，C++要做隐藏比较复杂（增加一个私有类）
Runtime
Object、Class、Method
- 结构体定义
typedef struct objc_class *Class;
typedef struct objc_object {
// 实例内存模型：成员变量的值
Class isa; //每个实例内存模型中的第一个元素都是类对象指针，is a kind of缩写
} *id; //id相当于void*
struct objc_class {
//类对象类，内存模型：自己的成员变量的值和类的元信息（方法列表，成员变量的名称）
Class isa;
Class super_class;
const char *name;
long version;
long info;
long instance_size;
struct objc_ivar_list *ivars;
struct objc_method_list **methodLists;
struct objc_cache *cache;
struct objc_protocol_list *protocols;
};
struct objc_method_list {
struct objc_method_list *obsolete;
int method_count;
#ifdef __LP64__
int space;
#endif /* variable length structure */
struct objc_method method_list[1];
}
struct objc_ivar_list {
int ivar_count;
#ifdef __LP64__
int space;
#endif /* variable length structure */
struct objc_ivar ivar_list[1];
};
typedef struct objc_method *Method;
struct objc_method {
SEL method_name;
char *method_types; //编译器识别的方法类型，如@v:@
IMP method_imp; //方法地址
}
typedef struct objc_ivar *Ivar;
struct objc_ivar {
char *ivar_name;
char *ivar_type;
int ivar_offset;
#ifdef __LP64__
int space;
#endif
}
typedef id (*IMP)(id, SEL, ...);
-
object-class关系图>object-class关系图
- meta类是类对象的isa，包含类方法>
- class、method等元信息的结构体是动态性的基础
C++方法绑定
C++的方法绑定是静态的（编译时）
- 对象的第一个元素是虚表地址- 虚表最后一个元素是0，其他元素是方法地址
- 编译时就把覆盖的虚函数地址进行了解析
Objc方法绑定方法
调用会被编译成调用objc_msgsend方法，执行步骤如下：
- 检测这个 selector 是不是要忽略的。比如 Mac OS X 开发，有了垃圾回收就不理会 retain,release 这些函数了。
- 检测这个 target 是不是 nil 对象。ObjC 的特性是允许对一个 nil 对象执行任何一个方法不会 Crash，因为会被忽略掉。
- 如果上面两个都过了，那就开始查找这个类的 IMP，先从 cache 里面找，完了找得到就跳到对应的函数去执行。
- 如果 cache 找不到就找一下方法分发表。
- 如果分发表找不到就到超类的分发表去找，一直找，直到找到NSObject类为止。
-
如果还找不到就要开始进入动态方法解析了，后面会提到。
方法解析
消息传递有缓存机制，且apple对缓存做过优化，所以对性能的影响很小
消息转发分为三大阶段
- 先征询消息接收者所属的类，看其是否能动态添加方法，以处理当前这个无法响应的 selector，这叫做动态方法解析（dynamic method resolution）
- 看看有没有其他对象（备援接收者，replacement receiver）能处理此消息。如果有，运行期系统会把消息转发给那个对象，转发过程结束；如果没有，则启动完整的消息转发机制。
- 完整的消息转发机制。运行期系统会把与消息有关的全部细节都封装到 NSInvocation 对象中，再给接收者最后一次机会，令其设法解决当前还未处理的消息。
- 动态方法解析
/** * 如果尚未实现的方法是实例方法，则调用此函数 * *
@param selector 未处理的方法 * *
@return 返回布尔值，表示是否能新增实例方法用以处理selector
*/
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)selector;
/** * 如果尚未实现的方法是类方法，则调用此函数 * *
@param selector 未处理的方法 * *
@return 返回布尔值，表示是否能新增类方法用以处理selector
*/
+ (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)selector;
-
重定向
将消息的receiver替换成其他对象
/** * 此方法询问是否能将消息转给其他接收者来处理 * *
@param aSelector 未处理的方法 * *
@return 如果当前接收者能找到备援对象，就将其返回；否则返回nil；
*/
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector;
- 转发
/** * 消息派发系统通过此方法，将消息派发给目标对象 * *
@param anInvocation 之前创建的NSInvocation实例对象，用于装载有关消息的所有内容
*/
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation;
- 流程图
流程图
- 重定向和转发可以认为是多继承，从替代对象继承了一个方法>
- 方法调用通过增加objc_msgsend这一层的处理来实现动态
Method Swizzling
通过修改类对象的方法列表来实现：增加(class_addMethod)、替换(method_setImplementation)、交换(method_exchangeImplementations)方法，设置方法的实现(method_setImplementation)
- 使用场景：
- 系统库函数的某个版本有bug，后面的某个版本修复了这个bug，但是app为了兼容低版本有bug的系统，可以替换掉库函数里有bug的实现
- 类似脚本语言的逻辑云端下发热替换：国内的大众点评 iOS 客户端。该客户端使用了他们自己开发的基于 Wax 修改而来的 WaxPatch，WaxPatch 可以实现通过服务器更新来动态修改客户端的逻辑。而 WaxPatch 主要是修改了 wax 中的 wax_instance.m 文件，在其中加入了 class_replaceMethod 来替换原始实现，从而实现修改客户端的原有行为
其他
KVC
除了一般的赋值和取值的方法，我们还可以用Key-Value-Coding(KVC)键值编码来访问你要存取的类的属性。
[receiver setValue:object forKey:@"keypath"]; // 动态设置变量值
[receiver valueForKeyPath:@"keypath"]; // 动态获取变量值
能简化代码的编写，利用了Class中的objc_ivar_list。
- 举个例子：
@interface People: NSObject
@property (nonatomic, strong) NSString *name;
@property (nonatomic, strong) NSNumber *age;
@end
- (id)tableView:(NSTableView *)tableview objectValueForTableColumn:(id)column row:(NSInteger)row {
People *people = [peoleArray objectAtIndex:row];
if ([[column identifier] isEqualToString:@"name"]) {
return [people name];
}
if ([[column identifier] isEqualToString:@"age"]) {
return [people age];
}
// And so on.
}
// kvc写法
People *people = [peopleArray objectAtIndex:row];
return [people valueForKey:[column identifier]];
KVO及其相关
KVO
用于监听property的变化observer
@implementation B
- (instanceType) init {
[self addObserver:self.AObject forKeyPath:@"AObjectPropertyName" options:0 context:nil]; //增加监听
}
// 回调
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary *)change context:(void *)context { }
@end
- 使用场景：model的变化实时通知view
- 原理：当某个类的对象第一次被观察时，系统就会在运行期动态地创建该类的一个派生类，在这个派生类中重写基类中任何被观察属性的 setter 方法，isa swizzling替换了类对象的isa
delegate
/*** A.h ***/
@interface A : NSObject
@property (weak,nonatomic) id<ADelegate> delegate;
@end@Protocol ADelegate
- (void) g;
@end
/*** A.m ***/
@implementation A
- (void) f { [self.delegate g];}
/*** B.h ***/
@interface B : NSObject<ADelegate>
@end
/*** B.m ***/
@implementation B
- (instanceType) init { self.aObject.delegate = self;}
- (void) g { // ...}
@end
应用场景：View（A）中事件触发后交给Controller（B）处理
notification
@implementation A
- (void)notify {
// 发送通知
[[NSNotificationCenter defaultCenter] postNotificationName:@"MyNotification" object:self];}
@end
@implementation B
// 通知回调
- (void)handleNotification:(NSNotification*)note {
NSLog(@"Got notified: %@", note);
}
@end
A *objectA = [[A alloc] init];
B *objectB = [[B alloc] init];
// 注册观察者
[[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserver:objectB selector:@selector(handleNotification:) name:@"MyNotification" object:nil];
// 创建通知
[object notify];
应用场景：系统事件（键盘、电源）通知到各app
delegate、notification、KVO
对比假如A和B需要通信，B需要获取A的消息首先是delegate和notification这两个，A和B之间有相互的关联用delegate，若A和B毫无联系就该用notification。然后是KVO，delegate和notification是A和B双方合作的事情，而KVO是B单方面的事情。A有消息了，A通知B，这是delegate；A有消息了，A通知notificationCenter，notificationCenter广播给B，这是notification；A不漂亮，B无感，B偷窥A，A变漂亮了，B心动了，这是KVO。delegate是一对一强关系，notification是一对多的弱关系，KVO是单向无关系。
