Objective-C类

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mob604756e75222 2021-07-22 17:57:00

一. 类概念

如同所有其他的面向对象语言，类是 Objective-C 用来封装数据，以及操作数据的行为的基础结构。对象就是类的运行期间实例，它包含了类声明的实例变量自己的内存拷贝，以及类成员的指针。Objective-C 的类规格说明包含了两个部分：定义（interface）与实现（implementation）。定义（interface）部分包含了类声明和实例（成员）变量的定义，以及类相关的方法。实现（implementation）部分包含了方法的实现，以及定义私有（private）变量及方法。

类的定义文件遵循C语言之惯例以.h为后缀，实现文件以.m为后缀。

二. 类定义（Interface）

1. 定义

定义文件遵循C语言之惯例以.h为后缀。定义部分，清楚定义了类的名称、数据成员和方法。以关键字@interface作为开始，@end作为结束。

下面定义一个叫做 XBCar 的类的语法，这个类继承自 NSObject 基础类。类名之后的（用冒号分隔的）是父类的名字。类的实例（成员）变量声明在被大括号包含的代码块中。实例变量块后面就是类声明的方法的列表。每个实例变量和方法声明都以分号结尾。

@interface XBCar : NSObject {
    // 成员变量
    float maxVelocity;
    double money;
  	// 实例变量
    NSString *name;
}

+ (void)class_method; // 类方法
- (void)instance_method1; // 实例方法
- (void)instance_method2:(int)p1;

@end

类定义具体内容包括：

类的声明，类声明总是由 @interface 编译选项开始，由 @end 编译选项结束；
实例（成员）变量的定义（用大括号包含的）；
类相关方法的定义：类方法和实例方法；

2. 实例变量和成员变量的理解

实例（Instance）是针对类（class）而言的。实例是指类的声明；由此推理，实例变量（Instance Variable）是指由类声明的对象。
成员变量就是基本类型声明的变量。
严格来说@interface{}里定义的实例（成员）变量，它是这个类内部真正的全局变量。然而这个instance variable是不对外公开的，因此我们还需要一个对外公开的东西来调用，就是属性，关键字@property。它其实是告诉大家，我这个类里，有一个变量的seter/geter方法。比如，@property NSString* string；就是说，本类里有一个string/setString供你们调用。属性具体的使用后面会讲到，这里就不展开了。

三. 类实现（Implementation）

实现文件以.m为后缀。实现区块则包含了公开方法的实现，以及定义私有（private）变量及方法。以关键字@implementation作为区块起头，@end结尾。

@implementation XBCar {
    int private; // 私有成员变量
}

+ (void)class_method {
    
}

- (void)instance_method1 {
    
}
- (void)instance_method2:(int)p1{
    
}

值得一提的是不只Interface区块可定义实例（成员）变量，Implementation区块也可以定义实例（成员）变量，两者的差别在于访问权限的不同，Interface区块内的实体变量默认权限为protected，implementation区块的实例（成员）变量则默认为private，故在Implementation区块定义私有成员更匹配面向对象之封装原则，因为如此类别之私有信息就不需曝露于公开interface（.h文件）中。

在程序开发中我们会发现在实现文件（.m）中，有如下这样的代码：

@interface XBCar () // Class Extension

@end

那么问题来了，为什么.h文件和.m文件里各有1个@interface?它们分别有什么用呢？

定义文件（.h文件）里面的@interface，不消说，是典型的头文件，用来定义（声明）类的。
实现文件（.m文件）里面的@interface，在OC里叫作Class Extension，是.h文件中@interface声明类的补充扩展。但是.m文件里的@interface，对外是不开放的，只在.m文件里可见。

四. 创建对象

Objective-C创建对象需通过alloc以及init两个消息。alloc的作用是分配内存，init则是初始化对象。 init与alloc都是定义在NSObject里的方法，父对象收到这两个信息并做出正确回应后，新对象才创建完毕。

XBCar *car = [[XBCar alloc] init];

Objective-C还可以通过new关键字来创建对象。

XBCar *blueCar = [XBCar new];

那么alloc/init和new有什么区别呢？首先功能上他两几乎是一致的，都是分配内存并完成初始化。差别在于，采用new的方式创建对象只能采用默认的init方法完成初始化，而通过alloc的方式可以采用其他定制的初始化方法完成初始化。另外alloc分配内存的时候使用了zone。它是给对象分配内存的时候，把关联的对象分配到一个相邻的内存区域内，以便于调用时消耗很少的代价，提升了程序处理速度。

五. 方法声明语法

Objective-C类_实例变量

当你想调用一个方法，你传递消息到对应的对象。这里消息就是方法标识符，以及传递给方法的参数信息。发送给对象的所有消息都会动态分发，这样有利于实现Objective-C类的多态行为。也就是说，如果子类定义了跟父类的具有相同标识符的方法，那么子类首先收到消息，然后可以有选择的把消息转发（也可以不转发）给他的父类。

消息被中括号( [ 和 ] )包括。中括号中间，接收消息的对象在左边，消息（包括消息需要的任何参数）在右边。例如，给myArray变量传递消息insertObject:atIndex:消息，你需要使用如下的语法：

[myArray insertObject:anObj atIndex:0];

为了避免声明过多的本地变量保存临时结果，Objective-C允许你使用嵌套消息。每个嵌套消息的返回值可以作为其他消息的参数或者目标。例如，你可以用任何获取这种值的消息来代替前面例子里面的任何变量。所以，如果你有另外一个对象叫做myAppObject拥有方法，可以访问数组对象，以及插入对象到一个数组，你可以把前面的例子写成如下的样子：

[[myAppObject getArray] insertObject:[myAppObject getObjectToInsert] atIndex:0];

虽然前面的例子都是传递消息给某个类的实例，但是你也可以传递消息给类本身。当给类发消息，你指定的方法必须被定义为类方法，而不是实例方法。你可以认为类方法跟C++类里面的静态成员有点像（但是不是完全相同的）。

类方法的典型用途是用做创建新的类实例的工厂方法，或者是访问类相关的共享信息的途径。类方法声明的语法跟实例方法的几乎完全一样，只有一点小差别。与实例方法使用减号作为方法类型标识符不同，类方法使用加号( + )。

下面的例子演示了一个类方法如何作为类的工厂方法。在这里，arrayWithCapacity是NSMutableArray类的类方法，为类的新实例分配内容并初始化，然后返回给你。

NSMutableArray*   myArray = nil; // nil 基本上等同于 NULL

// 创建一个新的数组，并把它赋值给 myArray 变量
myArray = [NSMutableArray arrayWithCapacity:0];

六. 属性

属性（property）用于封装对象中的数据，iOS开发中最常用最方便的变量声明方式，允许我们用点语法来访问对象的实例变量。

1. 属性的实质是什么

@property是声明属性的语法。可以快速为实例变量创建存取器。允许我们通过点语法使用存取器。

属性(@property) = 实例变量定义 + setter方法 + getter方法。

当我们声明一个属性name的时候，在编译阶段，编译器会自动给对象添加一个实例变量name和它的存取方法- (void)setName:(NSString *)name和- (NSString *)name。这个过程由于是在编译阶段自动合成的，所以我们在编辑阶段是看不到的。添加实例变量是有一个前提的，就是对象还没有同名的成员变量，就是如果已经有_name了，就不再添加了。

我们可以用运行时验证一下：

- (void)propertyTest {
    unsigned int count = 0;
    Ivar *varList = class_copyIvarList([self class], &count);
    for (unsigned int i = 0; i < count; i++) {
        const char *varName = ivar_getName(varList[i]);
        printf("成员变量----%s\n", varName);
    }
    
    Method *methodList = class_copyMethodList([self class], &count);
    for (unsigned int i = 0; i < count; i++) {
        SEL methodName = method_getName(methodList[i]);
        NSLog(@"方法----%@",NSStringFromSelector(methodName));
    }
}

打印的日志：
成员变量----_name
2021-07-20 16:55:59.492166+0800 001 - Class[772:380998] 方法----propertyTest
2021-07-20 16:55:59.492321+0800 001 - Class[772:380998] 方法----name
2021-07-20 16:55:59.492551+0800 001 - Class[772:380998] 方法----setName:
2021-07-20 16:55:59.492664+0800 001 - Class[772:380998] 方法----viewDidLoad

2. @synthesize

@synthesize属于编译器指令，用来告诉编译器要做什么。

@property (strong,nonatomic) NSString *name;
@synthesize name = myname;
@dynamic name;

@synthesize关键字主要有两个作用，在ARC下已经很少用了。

在MRC下，@synthesize name，用在实现文件中告诉编译器自动实现实例变量name的存取（访问器getter/setter）方法。不过在ARC下就不必了，无论你是否@synthesize name，编译器都会自动合成name的存取方法。
如果你声明的属性是name，系统自动给你添加的成员变量是_name，如果你对这个变量名字不满，可以这样@synthesize name = myname;，自己给个名字。这样系统给添加的成员变量就是myname，而不是_str，但是变量的存取方法没有变化。不过我建议最好不要这么办，因为都按照约定成俗的方式来命名变量，代码的可读性较高，大家都理解，所以我建议大家最好不要用这个关键字。

3. @dynamic

@dynamic 关键字主要是告诉编译器不用为我们自动合成变量的存取方法，我们会自己实现。即使我们没有实现，编译器也不会警告，因为它相信在运行阶段会实现。如果我们没有实现还调用了，就会报这个错误'-[ViewController setName:]: unrecognized selector sent to instance 0x10040af10'。

4. 属性的特性（关键字）

原子性
- atomic（默认）：atomic意为操作是原子的，意味着只有一个线程访问实例变量（生成的setter和getter方法是一个原子操作）。atomic是线程安全的，至少在当前的存取器上是安全的。它是一个默认的特性，但是很少使用，因为比较影响效率；
- nonatomic：意为操作是非原子的，可以被多个线程访问。它的效率比atomic快。但不能保证在多线程环境下的安全性，开发中常用；
读写权限（存取器控制）
- readwrite（默认）：readwrite是默认值，表示该属性同时拥有setter和getter；
- readonly： readonly表示只有getter没有setter；
- 有时候为了语意更明确可能需要自定义访问器的名字；
内存管理
- retain（MRC）/strong（ARC）
  
  内存管理语义：强引用系统默认：ARC情况下是作用：只能修饰对象。对象会更改引用计数，那么每次被引用，引用计数都会+1，释放后都会-1；即使对象本身被释放了，只要还有对象在引用，就会持有不会造成什么问题；只有当引用计数为0时，就被dealloc析构函数回收内存了。
- assign
  
  内存管理语义：赋值系统默认：MRC情况下是作用：主要用于修饰值类型，如int、float、double和NSInteger，CGFloat等表示单纯的复制。还包括不存在所有权关系的对象，比如常见的delegate。值类型变量的内存由编译器自动管理；修饰对象属性时，其指向一个对象后，不改变该对象的引用计数。即只引用已创建的对象，而不持有对象；assign修饰的属性不持有对象，当其指向对象在别处释放后，该指针变为悬挂指针也叫野指针。
- weak
  
  内存管理语义：弱引用系统默认：否作用：只能修饰对象。不改变对象的引用计数，当其指向对象被销毁时，它会自动置为nil；变量权限修饰符为__weak，常用于容易造成循环引用的地方不改变对象的引用计数。
- copy
  
  内存管理语义：复制系统默认：否作用：只能修饰对象。一般情况下属性会持有该对象的一份拷贝，建立一个索引计数为1的对象，然后释放旧对象。copy一般用在修饰有可变对应类型的不可变对象上，如NSString, NSArray, NSDictionary。
- unsafe_unretained
  
  用来修饰属性的时候，和assing修饰对象的时候是一模一样的。为属性设置新值的时候，设置方法既不会保留新值（新值的引用计数加一），也不会释放旧值（旧值的引用计数减一）。唯一的区别就是当属性所指的对象释放的时候，属性不会被置为nil，这就会产生野指针，所以是不安全的。
assign和weak的区别
- assign的特点：
  
  1）修饰基本类型。
  
  2）修饰对象类型时，不改变其引用计数。
  
  3）会产生悬挂指针（野指针），用assign修饰的对象被释放之后，assign指针仍指向原对象的地址内存，继续使用assign指针访问原对象，会产生悬挂指针导致内存泄漏。
- weak的特点
  
  1）不改变修饰对象的引用计数。
  
  2）所指对象在被释放之后会自动置为nil。
  
  3）只能修饰对象。
深浅拷贝
- 浅拷贝（copy）：就是对内存地址的复制，让目标对象指针和原对象指针指向同一片内存空间。浅拷贝增加了被拷贝对象的引用计数，并没有产生新的内存分配空间。
- 深拷贝（mutablecopy）：就是让对象指针和原对象指针指向两片内容相同的内存空间。深拷贝没有增加被拷贝对象的引用计数，产生新的内存分配控件。
- 总结：
copy：对于可变对象为深拷贝，对于不可变对象为浅拷贝。拷贝出来的是不可变对象。

mutableCopy：始终是深拷贝。拷贝出来的是可变对象。

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1. 定义

2. 实例变量和成员变量的理解

三. 类实现（Implementation）

四. 创建对象

五. 方法声明语法

六. 属性

1. 属性的实质是什么

2. @synthesize

3. @dynamic

4. 属性的特性（关键字）

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