iOS 关于Category

0.16字数 2646阅读 9145

写在前面

最近终于抽出时间来对这篇文章进行更改了,在这个过程中多谢大家的指导和意见,当时写这篇文章的时候原本是想记录自己的一些理解和想法,可能也是自己水平有限,在很多表达上没有表达清楚,给大家造成了困扰,说声抱歉,也很感谢大家能不吝赐教,虽然经过修改了,还是希望大家在看的时候能多多提出不同的见解,一起交流一起进步。

一 类别的简介

在开发中有时会用到Category,类别有三个作用:

  • (1)可以将类的实现分散到多个不同文件或多个不同框架中,方便代码管理。也可以对框架提供类的扩展(因为框架类没有源码,不能修改)。
  • (2)创建对私有方法的前向引用:如果其他类中的方法未实现,在你访问其他类的私有方法时编译器报错这时使用类别,在类别中声明这些方法(不必提供方法实现),编译器就不会再产生警告
  • (3)向对象添加非正式协议:创建一个NSObject的类别称为“创建一个非正式协议”,因为可以作为任何类的委托对象使用。有两个方面的局限性: (1)无法向类中添加新的实例变量,类别没有位置容纳实例变量。(2)名称冲突,即当类别中的方法与原始类方法名称冲突时,类别具有更高的优先级。类别方法将完全取代初始方法从而无法再使用初始方法。这个类似于方法的重载,但是这里是直接覆盖了原方法。

但是我们又经常听说在Category里面无法添加属性,那么额。。。看这里:

屏幕快照 2016-03-15 21.50.22.png

哦呦,属性哎!!!!什么鬼?不是不能添加属性吗????这个问题真心烦人啊,怎么回事儿呢?以前看的他们说的Category不能添加属性难道不对吗?(⊙o⊙)…相信很多童鞋会有和我一样的疑问。。。

首先解释一下属性和成员变量的区别吧:

二 属性和成员变量的区别

@property (nonatomic, strong) UIButton *myButton;

我们声明了一个属性,因为现在我们用的编译器已经是LLVM了,所以不再需要为属性声明实例变量了。如果LLVM发现一个没有匹配实例变量的属性,它将为你生成以下划线开头的实例变量_myButton,不需要自己手动再去写实例变量。而且也不需要在.m文件中写@synthesize myButton;也会自动为你生成setter,getter方法。@synthesize的作用就是让编译器为你自动生成settergetter方法。那么在.m文件中可以直接的使用_myButton实例变量,也可以通过属性self.myButton.两者都是一样的。
注意:
这里的self.myButton其实是调用的myButton属性的getter/setter方法。
假如在Objective-C中我们

@interface MyViewController:UIViewController
{
 NSString *name;
}
@end

.m文件中,self.name 这样的表达式是错误的。Xcode会提示你使用->,改成self->name就可以了。因为oc中点表达式是表示调用方法,而上面的代码中没有name这个方法。

Objective-C中的点语法说明:

如果点表达式出现在 "=" 左边,该属性名称的setter方法将被调用。如果点表达式出现在右边,该属性名称的getter方法将被调用。所以在oc中点表达式其实就是调用对象的settergetter方法的一种快捷方式。

@synthesize还有一个作用,可以指定与属性对应的实例变量,例如@synthesize myButton = xxxx;那么self.myButton其实是操作的实例变量xxxx,而不是_myButton了。

在实际项目中,我们一般在.m中这样写:@synthesize myButton;这样写了之后,那么编译器会自动生成myButton的实例变量,以及相应的gettersetter方法。注意:_myButton这个实例变量是不存在的,因为自动生成的实例变量为myButton而不是_myButton,所以现在@synthesize的作用就相当于指定实例变量;

如果.m文件中写了@synthesize myButton;那么生成的实例变量就是myButton;如果没写@synthesize myButton;那么生成的实例变量就是_myButton。所以跟以前的用法还是有点细微的区别。

三 Category中属性Property

我们经常看见在类别中这样写:

@property (nonatomic, assign) CGFloat x;

这里添加的属性,实现我们在外部的调用,其实在这种情况下是不会自动生成实例变量的,我们只是通过重写setter和getter方法来对self.frame进行操作,并不是针对的我们声明的比如x,我们使用的时候getter方法中返回的是 self.frame.origin.x

屏幕快照 2016-03-15 21.21.14.png
为什么不能添加成员变量呢?

Objective-C类是由Class类型来表示的,它实际上是一个指向objc_class结构体的指针。它的定义如下:
typedef struct objc_class *Class;
objc_class结构体的定义如下:

struct objc_class {
    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
#if !__OBJC2__
    Class super_class                       OBJC2_UNAVAILABLE;  // 父类
    const char *name                        OBJC2_UNAVAILABLE;  // 类名
    long version                            OBJC2_UNAVAILABLE;  // 类的版本信息,默认为0
    long info                               OBJC2_UNAVAILABLE;  // 类信息,供运行期使用的一些位标识
    long instance_size                      OBJC2_UNAVAILABLE;  // 该类的实例变量大小
    struct objc_ivar_list *ivars            OBJC2_UNAVAILABLE;  // 该类的成员变量链表
    struct objc_method_list **methodLists   OBJC2_UNAVAILABLE;  // 方法定义的链表
    struct objc_cache *cache                OBJC2_UNAVAILABLE;  // 方法缓存
    struct objc_protocol_list *protocols    OBJC2_UNAVAILABLE;  // 协议链表
#endif
} OBJC2_UNAVAILABLE;

在上面的objc_class结构体中,ivarsobjc_ivar_list(成员变量列表)指针;methodLists是指向objc_method_list指针的指针。在Runtime中,objc_class结构体大小是固定的,不可能往这个结构体中添加数据,只能修改。所以ivars指向的是一个固定区域,只能修改成员变量值,不能增加成员变量个数。methodList是一个二维数组,所以可以修改*methodLists的值来增加成员方法,虽没办法扩展methodLists指向的内存区域,却可以改变这个内存区域的值(存储的是指针)。因此,可以动态添加方法,不能添加成员变量。

在Objective-C提供的runtime函数中,确实有一个class_addIvar()函数用于给类添加成员变量,但是文档中特别说明:

This function may only be called after objc_allocateClassPair and before objc_registerClassPair. Adding an instance variable to an existing class is not supported.

意思是说,这个函数只能在“构建一个类的过程中”调用。一旦完成类定义,就不能再添加成员变量了。经过编译的类在程序启动后就runtime加载,没有机会调用addIvar。程序在运行时动态构建的类需要在调用 objc_allocateClassPair 之后,objc_registerClassPair之前才可以被使用,同样没有机会再添加成员变量。

Category不能添加成员变量(instance variables),那到底能不能添加属性(property)呢?

这个我们要从Category的结构体开始分析:

typedef struct category_t {
    const char *name;  //类的名字
    classref_t cls;  //类
    struct method_list_t *instanceMethods;  //category中所有给类添加的实例方法的列表
    struct method_list_t *classMethods;  //category中所有添加的类方法的列表
    struct protocol_list_t *protocols;  //category实现的所有协议的列表
    struct property_list_t *instanceProperties;  //category中添加的所有属性
} category_t;

从Category的定义也可以看出Category的可为(可以添加实例方法,类方法,甚至可以实现协议,添加属性)和不可为(无法添加实例变量)。

那我们为什么经常听说说类别不能添加属性呢?实际上,Category实际上允许添加属性的,同样可以使用@property,但是不会生成_变量(带下划线的成员变量),也不会生成添加属性的getter和setter方法,所以,尽管添加了属性,也无法使用点语法调用getter和setter方法。那我们想要实现我们平时的属性所具有的功能应该怎么样做呢?
其实我们可以使用runtime去做,使用runtime去实现Category为已有的类添加新的属性并生成getter和setter方法。不要忘记了Objective-C是动态语言。方法是通过runtime.h中objc_getAssociatedObject / objc_setAssociatedObject来访问和生成关联对象。这两个方法可以让一个对象和另一个对象关联,就是说一个对象可以保持对另一个对象的引用,并获取那个对象。

//NSObject+IndieBandName.h
@interface NSObject (IndieBandName)
@property (nonatomic, strong) NSString *indieBandName;
@end

上面是头文件声明,下面的实现的.m文件:

// NSObject+IndieBandName.m 
#import "NSObject+Extension.h"
#import <objc/runtime.h>
static const void *IndieBandNameKey = &IndieBandNameKey; 
@implementation NSObject (IndieBandName)
@dynamic indieBandName;
- (NSString *)indieBandName { 
return objc_getAssociatedObject(self, IndieBandNameKey);
}
- (void)setIndieBandName:(NSString *)indieBandName { 
objc_setAssociatedObject(self, IndieBandNameKey, indieBandName, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}
@end

通过runtime的两种方法就可以为类别添加一个实例变量了。

四 Category与Extension

1、Extension的基本用法

Extension的创建方法与Category一样,只要在原来选择Category选择Extension即可,比如我们为Person创建一个名为MyExtension的Extension,则最终会生成一个Person_MyExtension.h文件:

//  Person_MyExtension.h

#import "Person.h"

@interface Person ()

@end

但要注意的是和Category不同的是它不会生成Person_MyExtension.m文件。之后我们可以在Person_MyExtension.h中直接添加成员变量、属性和方法,如下:

//  Person_MyExtension.h

#import "Person.h"

@interface Person ()
{
    NSString * _address;
}
@property (nonatomic) NSInteger age;

-(NSString*)WhereAmI;

@end

他常用的形式不是创建一个单独的文件,而是在实现文件中添加私有的成员变量、属性和方法。例如:

//  Person.m

#import "Person.h"

/////////Extension start///////////

@interface Person ()
{
    NSString * _address;
}
@property (nonatomic) NSInteger age;

-(NSString*)WhereAmI;

@end

/////////Extension end///////////

@implementation Person

-(NSString*)WhereAmI{
    return @"谁知道你在哪里";
}

@end

2、Extension与Category区别

  • Extension

  • 在编译器决议,是类的一部分,在编译器和头文件的@interface和实现文件里的@implement一起形成了一个完整的类。

  • 伴随着类的产生而产生,也随着类的消失而消失。

  • Extension一般用来隐藏类的私有消息,你必须有一个类的源码才能添加一个类的Extension,所以对于系统一些类,如NSString,就无法添加类扩展

  • Category

  • 是运行期决议的

  • 类扩展可以添加实例变量,分类不能添加实例变量
    原因:因为在运行期,对象的内存布局已经确定,如果添加实例变量会破坏类的内部布局,这对编译性语言是灾难性的。

分割线:

希望自己和大家分清属性和实例变量在类别中的区别。如果有更好的见解大家一起交流。

文中借鉴的资料链接:
http://www.cnblogs.com/crazypebble/p/3439261.html
http://quotation.github.io/objc/2015/05/21/objc-runtime-ivar-access.html
http://www.cnblogs.com/wupher/archive/2013/01/05/2845338.html
深入理解Objective-C:Category

推荐阅读更多精彩内容

  • 一 类别的简介 在开发中有时会用到Category,类别有三个作用: (1)可以将类的实现分散到多个不同文件或多个...
  • 2017年到12月份了,一年终将过去。 这个2017年,我一直在路上! 从南方到北方,我来到另外一座城市,同样孤身...
  • 喜欢张梓琳是从我不安的大学时期开始的,那时我刚经历了高考的失败,在那所草根大学的简陋图书馆里追杂志《大学生》,期期...
  • 枚举数据自定义的数据类型(元组)枚举语法:enum 枚举名称{case 名称case 名称...}
  • 君子何所忧 江畔独自愁 寂寂无颜色 萧萧有白头 碧涛鸣箜篌 青山佐雕酒 飞云送断雁 好月捧金瓯 小楼且醉卧 任日上...