了解Objective-C的起源

Objective-C与C++、Java等面向对象的语言类似,不同的是,Objective-C使用了“消息结构”(message structure)而非“函数调用”(function calling)。Objective-C是由smalltalk演化而来,smalltalk可以称作为消息型语言的鼻祖了,感兴趣可以了解一下。重点看一下消息结构与函数调用的不同之处:


//message(Objective-C)

Object *obj =  [Object new];

[obj performWith:parameterl1 and:parameterl2];

//Function Calling(C++)

Object *obj = new Object;

obj->perform(parameterl1, parameterl2);

关键区别在于:使用消息结构的语言(Objective-C),其运行时所执行的代码由运行环境来决定。而使用函数调用的语言,则由编译器来决定。如果范例代码调用函数是多态的,那么在运行时就要按照“虚方法表”(virtual table)来查出到底应该调用那个函数来实现。而采用消息结构的语言,不论是否多态,总在运行时才回去查找所要执行的方法、实际上,编辑器甚至不关心接收消息的对象是何种类型。接收消息对象的问题也要在运行时处理,其过程叫“动态绑定”(Dynamic binding)。

Objective-C重要的工作都由“运行期组件”(runtime component)而非编译器来完成。使用Objective-C的面向对象特性所需的全部数据结构及函数都在运行期组件里面。举例来说,运行期组件包含全部内存管理方法。运行期组件本质上就是一种与开发者所编代码相链接的动态库(Dynamic library),其代码能把开发者所编写的所有程序粘合起来。这样的话,只要更新运行期组件,即可提升应用程序性能。而那许多工作都在编译期(compile time)完成的语言,若想获得性能的提升,则需要重新编译应用程序代码。

Objective-C是C的“超集”(superset)所以C语言的所有功能在编写Objective-C代码时依然适用。因此,必须掌握C与Objective-C两门语言的核心概念,方能写出高效的Objective-C代码。其中尤为重要的是掌握C语言的内存模型(memory Model),这有助于理解Objective-C的内存模型和引用计数(reference counting)机制的工作原理。若要理解内存模型,则需明白:Objective-C语言中的指针是用来只是对象的。想要声明一个变量,另其指代某个对象,可用语法如下:


NSSting *something = @“this someThing”;

这种语法基本是照搬C语言的,它声明了一个something的变量,其类型是NSString*。也就是说,此变量为指向NSString的指针。所有Objective-C语言的对象都必须这样声明,因为对象所占用的内存总是分配在“堆空间”(heap space),而绝不会分配在“桟空间”(steak)上,不能再桟空间分配Objective-C对象。


NSSting stackString;

//error:interface type can not be statically allocated (百度翻译:不能静态分配接口类型)

something变量指向分配在堆空间的某块内存,其中包含一个NSSting对象,也就是说,如果再创建一个变量,另其指向同一地址,那么并不拷贝该对象,只是两个指针同时指向该对象


NSSting *something = @“this someThing”;

NSSting *anotherthing = something;

只有一个NSSting实例,然而有两个变量指向此实例。两个变量都是NSSting*类型,这说明当前“桟帧”里分配了两块内存,每块内存大小都能容下一枚指针(在32位架构计算机上是4字节,在64位计算机上是8字节),这两块内存里面的值都一样,就是NSSting实例的内存地址。

image

分配在堆中的内存必须直接管理,而分配在桟上用于保存变量的内存则会在桟帧弹出是自动清理。

Objective-C将堆内存管理抽象出来了。不需要malloc和free来分配或释放对象所占用的内存。Objective-C运行期环境把部分工作抽象为一套内存管理架构,名叫“引用计数”。

在Objective-C代码中,有时会遇到不含*的变量,它们可能会使用桟空间(steak space)。这些变量保存的不是Objective-C对象,比如coreGraphics框架中的CGRect就是个例子:


CGRect frame;

frame.origin.x = 0.0f;

frame.origin.y = 10.0f;

frame.size.width = 100.0f;

frame.size.height = 150.0f;

CGRect是C结构体,其定义是:

struct CGRect {

    CGPoint origin;

    CGSize size;

 };

typedef struct CGRect CGRect;

整个系统框架都在使用这种结构体,因为如果改用Objective-C对象来做的话,性能会受影响。与创建结构体来讲,创建对象还需要额外开销,例如分配和释放堆内存等。如果只需保存int、float 、double、char等“非对象类型”(nonobject type),那么通常使用CGRect这种结构体就可以了。

要点:

Objective-C是C语言的超集,为其添加了面向对象的特性。Objective-C使用了动态绑定的消息结构,也就是说,在运行是,才会检查对象类型。接受一条消息之后,究竟执行何种代码,由运行期环境而非编译器决定!!!

此文章是读《Effective Objective-C 2.0 编写高质量iOS与OS X代码的52个有效方法》学习笔记:

第一条:了解Objective-C的起源

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