关联对象的博客都讲的太复杂了?看我这一篇就够了

什么是关联对象?

在 OC 中类和之间的关系存在五种：

  • A 类是 B 类的属性
  • A 类是 B 类的方法
  • A 类是 B 类方法的某个返回值
  • A 类是 B 类某个方法中的本地变量。
  • A 类是 B 类的子类或者父类。

但本文的主题讲的是 关联对象。
所以在这里讨论的是 A 类是 B 类的属性 的这种关系。

在 OC 中可以很容易的定义一个 A 类是 B 类的属性

Person 类有一个 Dog 类的属性。我们就可以称之为 Person 和 Dog 是一种关联关系。

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "Dog.h"

@interface Person : NSObject

// 正常做法：在 person 类里声明一个 dog 属性
@property (nonatomic,strong) Dog *dog;

@end

也可以在延展中扩展属性(常见于 ViewController 中)

#import "Person.h"

@interface Person ()

// 属性定义的常见做法二，在延展里定义属性
@property (nonatomic,strong) Dog *otherDog;

@end

@implementation Person

@end

OC 中有 category 。
在很早的初学阶段，一般我们都会被告知：

  • 在延展里面增加属性。
  • 在 category 里面增加方法。

如何在 category 里面添加属性呢?

  • 尝试在 category 里面添加字段
@interface Person (categories) {
    // 在分类里定义属性，会修改类的字段存储结构。
    // instance variables may not be placed in categories.
    // 在语法级别，就不能在分类里定义属性。
    // NSString *_categoriesName;
}

会发现这种写法是不被允许的。编译器会给出 instance variables may not be placed in categories.
所以，直接在编译器里声明私有属性是不被允许的。

  • 尝试在 category 里面添加属性
#import "Person.h"

// FOUNDATION_EXTERN const NSString *categoryName;

@interface Person (categories) {
    // 在分类里定义属性，会修改类的字段存储结构。
    // instance variables may not be placed in categories.
    // 在语法级别，就不能在分类里定义属性。
    // NSString *_categoriesName;
}

/*
 那么在分类里定义属性可以吗？
 1.在语法级别，编译通过了。
 2.那么在分类里定义了属性等同于 = 在类中定义的属性包含
    2.1 私有字段(和instance variables may not be placed in categories.冲突了)
    2.2 会有 getter 和 setter 方法的声明吗？
    2.3 会有 getter 和 setter 方法的实现吗?
        2.3.1 getter 和 setter 本质上是用来修改 私有属性的，私有属性没了，生成实现的意义也就不大了？
 */

@property (nonatomic,strong) NSString *propertyInCategory;

发现在编译器和语法级别是可以的。至少通过了编译。
那么在 category 中定义一个属性和在 class 中定义一个属性有什么区别吗？

我们都知道在编译器中定义一个属性的时候，编译器会帮我们做三件事件。
声明带_的私有变量
在 .h 文件中声明 getter & setter 方法的声明
在 .m 文件中完成 getter & setter 方法的基本实现。

如果是在延展中声明的属性，那么只有：私有变量的声明 以及 getter & setter 方法的实现。
注意： 也就是说，在类中，声明 category = ivar + getter + setter.(在延展中定义的属性也叫 “私有属性”)

在 category 中添加属性，在编译和语法级别没有问题。
但它到底做的事情和在类中声明属性有什么区别。
可以调用代码来测试一下。

测试 category 中的属性声明是否生成了 getter & setter 方法的实现。

测试 category 中的属性声明是否生成了 getter & setter 方法的实现

发现在 category 中声明的属性，实际上并没有生成对应的 getter & setter 方法实现。

测试 category 中声明的属性是否生成了 _ 私有字段?

测试 category 中声明的属性是否生成了 _ 私有字段

发现在 category 中声明的属性，也没有生成私有字段。

所以对于 category 中声明的属性总结：

  • 没有生成 setter & getter 方法的实现。
  • 没有生成带_的私有属性
  • 我们之所以可以用对象.出来在 category 中定义的属性 getter & setter 仅仅是因为 category 中只声明了 getter & setter 方法的声明

也就是说，在 category 中声明属性，仅仅只是定义了方法了声明。（也就是行为）

在 category 的 .h 中定义行为，在 .m 中实现行为。

如果在 .h 中仅仅只是 getter & setter 方法的声明话。那么在 . m 文件中可否使用 @synthesize 来指定一个私有属性呢? 就在在 class 中一样。(早期的 xcode 版本的 @property)

@synthesize 在分类中语法级别就不通过

会发现在语法级别都不给通过。
报了一个 @synthesize not allow in category's implementation 的错误。

好像按照常规的做法就真的是没有办法在 category 定义一个 存储性 的属性私有字段了。

使用 runtime 的关联对象在分类中给对象添加属性。

首先，在这里说明一下。走到这一步到底是要解决什么问题。

  • 在 class & extension 中很容易的可以给类添加一个 存储性 的私有属性
  • 在 category 中，按照常规做法，无论如何都无法往此类中添加一个 存储性 属性。
  • 我们通过测试代码也发现，category 中添加属性仅仅只是生成了一个 getter & setter 方法的声明

我们要解决的问题，是在 category 中也可以给类添加一个存储性的属性，就像在类中定义的那样。

runtime 中提供的三个方法

// 给指定的对象添加一个关联对象 setter
OBJC_EXPORT void objc_setAssociatedObject(id object, const void *key, id value, objc_AssociationPolicy policy)
    OBJC_AVAILABLE(10.6, 3.1, 9.0, 1.0);

// 获取指定对象上指定 key 的对应的关联对象 getter
OBJC_EXPORT id objc_getAssociatedObject(id object, const void *key)

// 删除对象上的指定关联对象
OBJC_EXPORT void objc_removeAssociatedObjects(id object)

这里有三个方法：

  • 给指定对象 Person 使用键名 myDog 指定一个 'dog' 对象。
  • 从 Person 对象上通过键名 myDog 来获取一个 dog 对象
  • 从 Person 对象上直接删除 dog 对象。

OBJC_EXPORT void objc_setAssociatedObject(id object, const void *key, id value, objc_AssociationPolicy policy)
参数解析：
1、 id object -> 当前分类的类型对象
2、 const void * key -> 对象的属性名 (不可变指针类型)
3、 id value -> 此属性的值
4、 objc_AssociationPolicy policy -> 属性引用策略

什么是属性引用策略？非常简单。 copy retain weak assign 等。

typedef OBJC_ENUM(uintptr_t, objc_AssociationPolicy) {
    // assign 仅仅是复制，不关心引用计数，也不会因为旧值引用计数变 0 而将自己设置成 nil，一般用于标量类型。
    OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN = 0,           /**< Specifies a weak reference to the associated object. */
    // retain 表示一种强引种关系，且不是线程安全的。一般用于对象类型
    OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC = 1, /**< Specifies a strong reference to the associated object. 
                                            *   The association is not made atomically. */
    // copy 解决多态造成的影响，一般用于 mutableType 类型赋值到 immuableType 的属性上
    OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC = 3,   /**< Specifies that the associated object is copied. 
                                            *   The association is not made atomically. */
    // retain 和上面一致，但是是线程安全的。                                      
    OBJC_ASSOCIATION_RETAIN = 01401,       /**< Specifies a strong reference to the associated object.
                                            *   The association is made atomically. */
    // copy 和上面一致，但是是线程安全的。
    OBJC_ASSOCIATION_COPY = 01403          /**< Specifies that the associated object is copied.
                                            *   The association is made atomically. */
};

为什么会有引用策略这个参数？
咱们终归是需要用一种特别的手段，把某个属性添加到某个对象上。
这个属性如何添加到这个对象上总归是一个问题。
所以，这里需要这个引用策略。
就和我们直接写 @property 带 weak strong assign 等是一个意思。

使用这写 objc 的函数来在 category 中给对象添加属性

Person 类的声明

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Person : NSObject

@property (nonatomic,copy) NSString *name;

@end

Dog 类的声明

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Dog : NSObject

@property (nonatomic,copy) NSString *dogName;

- (void)dogRun;

@end

#import "Dog.h"

@implementation Dog

- (void)dogRun {
    NSLog(@"%@ 跑的贼溜~",_dogName);

}

@end

Person 类的 category 创建

#import "Person.h"
#import "Dog.h"

@interface Person (category)
// 其中定义了一个 dog 属性 仅等于 getter & setter 方法的声明
@property (nonatomic,strong) Dog *dog;

@end

#import "Person+category.h"
#import <objc/runtime.h>

const NSString *dogPropertyName = @"dog";

#import "Person+category.h"
#import <objc/runtime.h>

const NSString *dogPropertyName = @"dog";

@implementation Person (category)

- (void)setDog:(Dog *)dog {

    if (!self.dog) {
        // 使用 关联对象给 person 的 dog 属性赋值 dog 对象
        objc_setAssociatedObject(self, (__bridge const void *)dogPropertyName, dog, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
    }
}

- (Dog *)dog {
    // 使用关联对象从 person 对象身上获取 dog 对象
    Dog *dog = objc_getAssociatedObject(self, (__bridge const void *)dogPropertyName);

    return dog;
}

@end

运行结果：

运行结果

使用关联对象的场景和意义？

本人学习 iOS 开发不太久，对一些场景不太了解。
仅仅知道 SDWebImage 框架中，利用关联对象关联了 UIImageView 和 NSURL。

个人觉得，使用关联对象更多的在于扩展系统类型的属性。
比如，向在某个系统类型上添加一个属性就可以使用 category + 关联对象 来实现。

其实，本质上，使用上述三个函数就可以动态的给某个对象添加属性了。并非一定要使用分类。
使用分类的意义在于：给当前对象添加了一个可以方便访问到此属性的接口。
看起来就像添加了一个属性一样。

- (void)setCategoryWithName:(const NSString *)propertyName value:(id)value {
    objc_setAssociatedObject(self, (__bridge const void *)(propertyName), value, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}

- (void)removePropertyWithPropertyName:(const NSString *)propertyName {
    objc_setAssociatedObject(self, (__bridge const void *)(propertyName), nil, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}

- (id)getCategoryValueWithName:(const NSString *)propertyName {
    return objc_getAssociatedObject(self, (__bridge const void *)(propertyName));
}

最后补充一点：
category 真的就是那些书上说的一样，只能添加“行为”，仅仅只是“行为”。

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