Objective-C 之 KVC 原理

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Key-value coding is a mechanism enabled by the NSKeyValueCoding informal protocol that objects adopt to provide indirect access to their properties. When an object is key-value coding compliant, its properties are addressable via string parameters through a concise, uniform messaging interface. This indirect access mechanism supplements the direct access afforded by instance variables and their associated accessor methods.

一、KVC简介

KVC的全称是Key-Value Coding，俗称“键值编码”，可以通过一个key来访问某个属性。常见的API有：

- (void)setValue:(id)value forKeyPath:(NSString *)keyPath;//通过keyPath可以设置属性的属性
- (void)setValue:(id)value forKey:(NSString *)key;//通过key设置自己的属性
- (id)valueForKeyPath:(NSString *)keyPath;//通过keyPath访问属性的属性
- (id)valueForKey:(NSString *)key; //通过key访问自己的属性

二、赋值：-setValue:forKey:

2.1规则：

  1. 先查找setter方法，set<Key>、 _set<Key>；
  2. 未找到，且+(BOOL)accessInstanceVariablesDirectly返回YES（默认为YES），则查找实例变量；
  3. 查找 _<key>, _is<Key>, <key>, or is<Key>，查到即执行
  4. 抛出异常，也可以执行-setValue:forUndefinedKey:处理异常

2.2不同数据类型的使用

新建一个工程，添加一个类Animal.h

typedef struct {
    float a;
    float b;
    float c;
}ThreeFloats;


@interface Animal : NSObject


@property (nonatomic,copy) NSString *nickname;

@property (nonatomic,assign) int age;

@property (nonatomic,strong) NSArray *friends;

@property (nonatomic,assign) ThreeFloats floats;


@end

在viewcontroller里面

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    
    Animal *animal = [Animal alloc];
    
    //1、基本对象类型
    [animal setValue:@"dog" forKey:@"nickname"];
    NSLog(@"nickname：%@", animal.nickname);

    //2、集合类型
    [animal setValue:@[@"Jack", @"Rose"] forKey:@"friends"];
    NSLog(@"friends：%@", animal.friends);
    NSMutableArray *tmpFriends = [animal mutableArrayValueForKey:@"friends"];
    tmpFriends[1] = @"Lili";
    NSLog(@"friends：%@", animal.friends);
    
    //3、 NSNumber支持的基础类型
    [animal setValue:@3 forKey:@"age"];
    NSLog(@"age：%d", animal.age);
    
    //4、 其他类型，除上述类型外，其他类型要包装为NSValue进行赋值。
    ThreeFloats threeFloats = {1.1, 2.2, 3.3};
    NSValue *value = [NSValue valueWithBytes:&threeFloats
                                    objCType:@encode(ThreeFloats)];
    [animal setValue:value forKey:@"floats"];
    
    NSValue *floatsValue = [animal valueForKey:@"floats"];
    ThreeFloats floats;
    [floatsValue getValue:&floats];
    NSLog(@"\na = %f, b = %f, c = %f", floats.a, floats.b, floats.c);
    
    
}

三、取值：valueForKey:

2.1规则：

看下图，也可以到苹果官网查看，文章开头有链接


1111.png
  1. 先查找该类中是否有直接的getter，如果有则调用getter，执行第5步；
  2. 没有直接的getter，查找类中是否有上述NSArray块中的方法，如果实现第一个和后面两个中的一个或两个方法，则返回一个集合对象，这个集合对象可以响应所有NSArray的方法
  3. 查找实例是否实现了上述NSSet块中的3个方法，如果有，则返回一个集合，这个集合可以响应NSSet的所有方法。
  4. 检查类方法accessInstanceVariablesDirectly如果返回YES则查找对象的实例变量是否匹配下列各式：_<key>->_is<Key>-><key>->is<Key>，如果匹配，执行第5步，否则执行第6步
  5. 如果属性类型是对象则直接返回；如果属性类型是被NSNumber支持的类型，则返回一个NSNumber对象；否则返回一个NSValue对象。
  6. 抛出异常，也可以执行- (nullable id)valueForUndefinedKey:(NSString *)key处理异常

2.2不同数据类型的使用

在上面代码的基础上修改，在Animal.h

- (NSInteger)countOfNames {
    return _friends.count;
}

- (id)objectInNamesAtIndex:(NSUInteger)index {
    return _friends[index];
}


-(NSArray *)namesAtIndexes:(NSIndexSet *)indexes{
    return [_friends objectsAtIndexes:indexes];
}

- (nullable id)valueForUndefinedKey:(NSString *)key{
    
    return @"UndefinedKey";
}

在viewcontroller里面

Animal *animal = [[Animal alloc] init];
    
    //1、基本对象
    animal.nickname = @"Jack";
    NSString *nickname = [animal valueForKey:@"nickname"];
    NSLog(@"nickname: %@", nickname);
    
    
    //2、数组类型的使用，通过-valueForKey:取值时
    //   需要实现-countOf<Key>和-objectIn<Key>AtIndex:两个方法，我们以names为key，来获取friends属性：
    animal.friends = @[@"Jack", @"Rose"];
    NSArray *names = [animal valueForKey:@"names"];
    NSLog(@"names: %@", names);
    
    
    //3、NSNumber支持的基本类型
    animal.age = 3;
    NSNumber *number = [animal valueForKey:@"age"];
    NSLog(@"age: %d", [number intValue]);
    
    
    //4、NSValue类型
    ThreeFloats threeFloats = {1.1, 2.2, 3.3};
    animal.floats = threeFloats;
    NSValue *floatsValue = [animal valueForKey:@"floats"];
    ThreeFloats floats;
    [floatsValue getValue:&floats];
    NSLog(@"\na = %f, b = %f, c = %f", floats.a, floats.b, floats.c);

四、KVC模式匹配的顺序及验证

4.1 setter和getter方法

添加代码

@interface Animal () {
    NSString *_nickname;
}

@end

@implementation Animal

#pragma mark - setter
// set<Key>
//- (void)setNickname:(NSString *)nickname {
//    printf("%s\n", __func__);
//    _nickname = nickname;
//}

// _set<Key>
- (void)_setNickname:(NSString *)nickname {
    printf("%s\n", __func__);
    _nickname = nickname;
}

// setIs<Key>
- (void)setIsNickname:(NSString *)nickname {
    printf("%s\n", __func__);
    _nickname = nickname;
}

#pragma mark - getter
//// get<Key>
//- (NSString *)getNickname {
//    printf("%s\n", __func__);
//    return _nickname;
//}

// <key>
- (NSString *)nickname {
    printf("%s\n", __func__);
    return _nickname;
}

// _<key>
- (NSString *)_nickname {
    printf("%s\n", __func__);
    return _nickname;
}

// is<Key>
- (NSString *)isNickname {
    printf("%s\n", __func__);
    return _nickname;
}
@end

viewController相关代码

    Animal *animal = [[Animal alloc] init];
    [animal setValue:@"Jack" forKey:@"nickname"];
    NSLog(@"\nnickname: %@", [animal valueForKey:@"nickname"]);

这里不在一一测试，可自行注释方法来验证

4.2 实例变量

@interface Animal : NSObject{
    @public
    //NSString *_nickname;
    NSString *nickname;
    NSString *_isNickname;
    NSString *isNickname;
}

@end

@implementation Animal

@end


    Animal *animal = [[Animal alloc] init];
    [animal setValue:@"Jack" forKey:@"nickname"];
    //NSLog(@"_nickname: %@", animal->_nickname);
    NSLog(@"nickname: %@", animal->nickname);
    NSLog(@"_isNickname: %@", animal->_isNickname);
    NSLog(@"isNickname: %@", animal->isNickname);

打印结果：

2020-04-10 11:23:20.867793+0800 kvc[31577:17258752] nickname: (null)
2020-04-10 11:23:20.868476+0800 kvc[31577:17258752] _isNickname: Jack
2020-04-10 11:23:20.868991+0800 kvc[31577:17258752] isNickname: (null)

4.3 + (BOOL)accessInstanceVariablesDirectly方法

添加代码

@implementation Animal

+ (BOOL)accessInstanceVariablesDirectly {
    return NO;
}

@end

再次运行，抛出异常：'NSUnknownKeyException', reason: '[<Animal 0x6000015fb5c0> setValue:forUndefinedKey:]: this class is not key value coding-compliant for the key nickname.'

五、kvc特殊异常用法

5.1 自动类型转换

当赋值对象是int、bool等基本类型时，赋值NSString，取值会自动转换为对象类型。如下，当age赋值为NSString，取值时对应类型时__NSCFNumber。

//@property (nonatomic, assign) int  age;
[person setValue:@"20" forKey:@"age"]; // int - string
 NSLog(@"%@-%@",[person valueForKey:@"age"],[[person valueForKey:@"age"] class]);

5.2 设置空值

赋值nil，当方法参数类型为NSNumber或者NSValue时，可以重写setNilValueForKey方法重定向。

5.3

设值或者取值找不到key，也可以重写对应的方法setValue: forUndefinedKey:、valueForUndefinedKey重定向，这个上面有说过。

5.4 键值验证

- (BOOL)validateValue:(inout id  _Nullable __autoreleasing *)ioValue forKey:(NSString *)inKey error:(out NSError *__autoreleasing  _Nullable *)outError{
    if([inKey isEqualToString:@"name"]){
        [self setValue:[NSString stringWithFormat:@"里面修改一下: %@",*ioValue] forKey:inKey];
        return YES;
    }
    *outError = [[NSError alloc]initWithDomain:[NSString stringWithFormat:@"%@ 不是 %@ 的属性",inKey,self] code:10088 userInfo:nil];
    return NO;
}

我们可以用这个方法，进行容错、派发、消息转发等操作。

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