KVC与Runtime结合使用(案例)及其底层原理

一、KVC 的用法和实践

用法

KVC（Key-value coding）键值编码，顾名思义。额，简单来说，是可以通过对象属性名称（Key）直接给属性值（value）编码（coding）“编码”可以理解为“赋值”。这样可以免去我们调用getter和setter方法，从而简化我们的代码，也可以用来修改系统控件内部属性，KVC是KVO、Core Data、CocoaBindings的技术基础，他们都是利用了OC的动态性

KVC用法

• setValue:forKey:(为对象的属性赋值)
• setValue: forKeyPath:（为对象的属性赋值（包含了setValue:forKey:的功能，并且还可以对对象内的类的属性进行赋值））
• valueForKey:（根据key取值）
• valueForKeyPath:(根据keyPath取值)
• setValuesForKeysWithDictionary:（对模型进行一次性赋值）

为什么可以用NSNumber来接收int、float的数据类型？

因为：使用valueForKey:时，KVC会自动将标量值(int、float、struct等)翻入NSNumber或NSValue中包装成一个对象，然后返回。因此，KVC有自动包装功能。 

例如：生成一个这样子的对象Person
person.h

@class Car;
@interface Person : NSObject
@property (nonatomic,copy) NSString *name;
@property (nonatomic,strong)Car *car;
@end

Car.h

@interface Car : NSObject
@property (nonatomic,strong) NSNumber *price;
@end

在ViewController.m中调用

ViewController.m

- (void)viewDidLoad {
      [super viewDidLoad];
      Person *person=[[Person alloc]init];
      [person setValue:@"lxh" forKey:@"name"];
      float price=100.0;
      Car *car=[[Car alloc]init];
      person.car=car;
      [person setValue:[NSNumber numberWithFloat:price] forKeyPath:@"car.price"];
      NSLog(@"%@",person.name);

      NSLog(@"%f",car.price.floatValue);
}

注意点：

1. 在Person中我仅仅只是声明了@class Car,而没有引用#import "Car.h",然后在ViewController.m中便可以对其进行： [person setValue:[NSNumber numberWithFloat:price] forKeyPath:@"car.price"];这样子的赋值。所以说明KVC会去自动查找Car类进行赋值
2. - (void)setValue:(nullable id)value forKeyPath:(NSString *)keyPath;你会发现value的值必须是id,也就是说不能传基本数据类型，必须是指针类型的变量。

key和keyPath的区别

keyPath方法是集成了key的所有功能，也就是说对一个对象的一般属性进行赋值、取值，两个方法是通用的，都可以实现。但是对对象中的对象进的属性行赋值，只有keyPath能够实现。

setValuesForKeysWithDictionary:的巧妙使用（字典转模型） 

-(instancetype)initWithDict:(NSDictionary *)dict{
         if (self = [super init]) {
               [self setValuesForKeysWithDictionary:dict]; 
          } 
         return self;
}

注意点：

• 字典转模型的时候,字典中的某一个key一定要在模型中有对应的属性
• 如果一个模型中包含了另外的模型对象,是不能直接转化成功的。
• 通过kvc转化模型中的模型,也是不能直接转化成功的
• 底层还是调用了setValue: forKey:

使用例子

（1）修改系统控件内部属性（runtime + KVC）

例如，界面设计图是这样的

怎么感觉有点不同，这UIPageControl怎么跟我平常用的不一样？平常不都是这样的？？如下图

首先想到的肯定是，查看UIPageControl的头文件，如下

NS_CLASS_AVAILABLE_IOS(2_0) @interface UIPageControl : UIControl 

@property(nonatomic) NSInteger numberOfPages;          // default is 0
@property(nonatomic) NSInteger currentPage;            // default is 0. value pinned to 0..numberOfPages-1

@property(nonatomic) BOOL hidesForSinglePage;          // hide the the indicator if there is only one page. default is NO

@property(nonatomic) BOOL defersCurrentPageDisplay;    // if set, clicking to a new page won't update the currently displayed page until -updateCurrentPageDisplay is called. default is NO
- (void)updateCurrentPageDisplay;                      // update page display to match the currentPage. ignored if defersCurrentPageDisplay is NO. setting the page value directly will update immediately

- (CGSize)sizeForNumberOfPages:(NSInteger)pageCount;   // returns minimum size required to display dots for given page count. can be used to size control if page count could change

@property(nullable, nonatomic,strong) UIColor *pageIndicatorTintColor NS_AVAILABLE_IOS(6_0) UI_APPEARANCE_SELECTOR;
@property(nullable, nonatomic,strong) UIColor *currentPageIndicatorTintColor NS_AVAILABLE_IOS(6_0) UI_APPEARANCE_SELECTOR;

@end

不够用啊兄弟。能不能给我个可以赋值UIImage对象的属性？看来正常途径使用系统的控件是设不了了！如何解呢 ？

第一种方式：自定义UIPageControl   第二种方式：通过runtime遍历出UIPageControl所有属性（包括私有成员属性，runtime确实很强大）

直接用第二种吧 第一种有兴趣的可以自己试试！

使用runtime遍历UIPageControl结果如下打印：

2016-03-23 01:09:26.161 TenMinDemo[6224:507269] UIPageControl -> _lastUserInterfaceIdiom = q
2016-03-23 01:09:26.161 TenMinDemo[6224:507269] UIPageControl -> _indicators = @"NSMutableArray"
2016-03-23 01:09:26.161 TenMinDemo[6224:507269] UIPageControl -> _currentPage = q
2016-03-23 01:09:26.161 TenMinDemo[6224:507269] UIPageControl -> _displayedPage = q
2016-03-23 01:09:26.162 TenMinDemo[6224:507269] UIPageControl -> _pageControlFlags = {?="hideForSinglePage"b1"defersCurrentPageDisplay"b1}
2016-03-23 01:09:26.162 TenMinDemo[6224:507269] UIPageControl -> _currentPageImage = @"UIImage" // 当前选中图片
2016-03-23 01:09:26.162 TenMinDemo[6224:507269] UIPageControl -> _pageImage = @"UIImage" // 默认图片
2016-03-23 01:09:26.162 TenMinDemo[6224:507269] UIPageControl -> _currentPageImages = @"NSMutableArray"
2016-03-23 01:09:26.162 TenMinDemo[6224:507269] UIPageControl -> _pageImages = @"NSMutableArray"
2016-03-23 01:09:26.162 TenMinDemo[6224:507269] UIPageControl -> _backgroundVisualEffectView = @"UIVisualEffectView"
2016-03-23 01:09:26.162 TenMinDemo[6224:507269] UIPageControl -> _currentPageIndicatorTintColor = @"UIColor"
2016-03-23 01:09:26.163 TenMinDemo[6224:507269] UIPageControl -> _pageIndicatorTintColor = @"UIColor"
2016-03-23 01:09:26.163 TenMinDemo[6224:507269] UIPageControl -> _legibilitySettings = @"_UILegibilitySettings"
2016-03-23 01:09:26.163 TenMinDemo[6224:507269] UIPageControl -> _numberOfPages = q

结果非常满意，果然找到我想要的图片设置属性

然后通过KVC设置自定义图片，实现了效果，代码如下

UIPageControl *pageControl = [[UIPageControl alloc] init]; 
 [pageControl setValue:[UIImage imageNamed:@"home_slipt_nor"] forKeyPath:@"_pageImage"];
 [pageControl setValue:[UIImage imageNamed:@"home_slipt_pre"] forKeyPath:@"_currentPageImage"];

  

（2） 在xib/Storyboard中，也可以使用KVC，下面是在xib中使用KVC把图片边框设置成圆角

 （3）id

{
    "id" : "tripleCC",
    "age" : "30",
    "address" : "杭州",
    "schooll" : "HDU"
    ...
}

其中的id是什么？是Objective-C关键字，也就是说我定义以下属性会出现警告： 

@property (nonatomic, strong) NSString *id;

虽然可以使用以下方法，对模型中的成员变量进行统一设置，但是出现警告总归是不好的：

- (void)setValuesForKeysWithDictionary:(NSDictionary *)keyedValues;

底层会调用 setValue:forKey:
既然这样，可以选择手动一个个去实现。但是这样在数据少的时候可以试试，在数据比较多时就不太现实了，程序的可扩展性也不好。
两种解决方法：

方式1.重写setValue:forKey:

setValuesForKeysWithDictionary:的底层是调用setValue:forKey:的，所以可以考虑重写这个方法，并且判断其key是id时，手动转换成模型的成员变量名，这里假设把id对应成以下属性：

@property (nonatomic, strong) NSString *ID;

有了对应的属性名后，就可以重写底层方法了

- (void)setValue:(id)value forKey:(NSString *)key
{
    if ([key isEqualToString:@"id"]) {
        [self setValue:value forKeyPath:@"ID"];
    }else{
        [super setValue:value forKey:key];

    }
}

这样，当使用setValuesForKeysWithDictionary:就不会出现模型中找不到对应的成员变量的错误了。

方式2.使用runtime

由于需要针对所有模型使用，可以将其设置为NSObject分类

// dict  -> 资源文件提供的字典
// mapDict  -> 提供的key映射（实际变量名:资源文件key）
+ (instancetype)objcWithDict:(NSDictionary *)dict mapDict:(NSDictionary *)mapDict
{
    id objc = [[self alloc] init];


    // 遍历模型中成员变量
    unsigned int outCount = 0;
    Ivar *ivars = class_copyIvarList(self, &outCount);

    for (int i = 0 ; i < count; i++) {
        Ivar ivar = ivars[i];

        // 成员变量名称
        NSString *ivarName = @(ivar_getName(ivar));

        // 获取出来的是`_`开头的成员变量名，需要截取`_`之后的字符串
        ivarName = [ivarName substringFromIndex:1];

        id value = dict[ivarName];
        // 由外界通知内部，模型中成员变量名对应字典里面的哪个key
        // ID -> id
        if (value == nil) {
            if (mapDict) {
                NSString *keyName = mapDict[ivarName];

                value = dict[keyName];
            }
        }
        [objc setValue:value forKeyPath:ivarName];
    }
    return objc;
}

 使用方法：

+ (instancetype)itemWithDict:(NSDictionary *)dict
{
    // 传入key和实例变量名的映射字典@{@"ID":@"id"}
    TPCItem *item = [TPCItem objcWithDict:dict mapDict:@{@"ID":@"id"}];

    return item;
}

二、底层原理的分析

KVC的赋值原理

setValue:forKey:赋值原理如下：

• 去模型中查找有没有对应的setter方法：例如：setIcon方法，有就直接调用这个setter方法给模型这个属性赋值[self setIcon:dic[@"icon"]];
• 如果找不到setter方法，接着就会去寻找有没有icon属性，如果有，就直接访问模型中的icon属性，进行赋值，icon=dict[@"icon"];
• 如果找不到icon属性，接着又会去寻找_icon属性，如果有，直接进行赋值_icon=dict[@"icon"];
• 如果都找不到就会报错:[<Flag 0X7fb74bc7a2c0> setValue:forUndefinedKey:]

• 如果对某个类，不允许使用KVC，可以通过设置 accessInstanceVariablesDirectly 控制。

  // 在该类的内部，重写此方法，外部使用KVC时，禁用没有写set get 方法的属性值。
  // 注意：对于 @property 定义的属性可以 KVC+   
  -(BOOL)accessInstanceVariablesDirectly{ 
    return NO;
  }

• 赋值检查

  // 在类的内部，进行检查，不符合要求 返回NO ，提供外部参考。
  - (BOOL)validateValue:(inout id _Nullable __autoreleasing *)ioValue forKey:(NSString *)inKey error:(out NSError * _Nullable __autoreleasing *)outError{
     if ([inKey isEqualToString:@"colors"] && [*ioValue isKindOfClass:[NSArray class]]) { 
              return YES; 
        } else { 
              return NO; 
        }
  }
  //用法：
  // 外部 使用时，先判断是否符合要求，再使用KVC。 
  NSError *error; 
  NSString *apoint = @"name"; 
  if ([aPerson validateValue:&apoint forKey:@"_colors" error:&error]) { 
      NSLog(@"可以赋值 apoint"); 
      [aPerson setValue:apoint forKey:@"_colors"]; 
  } else { 
      NSLog(@"不可以赋值 apoint");  
      NSLog(@"%@",error.debugDescription); 
  }

KVC内部的实现

比如说如下的一行KVC的代码：

[site setValue:@"sitename" forKey:@"name"];

就会被编译器处理成：

SEL sel = sel_get_uid ("setValue:forKey:");

IMP method = objc_msg_lookup (site->isa,sel);

method(site, sel, @"sitename", @"name");

这下KVC内部的实现就很清楚的清楚了：一个对象在调用setValue的时候，（1）首先根据方法名找到运行方法的时候所需要的环境参数。（2）他会从自己isa指针结合环境参数，找到具体的方法实现的接口。（3）再直接查找得来的具体的方法实现。