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  • OC分类(类目/类别) 和 类扩展

    OC分类(类目/类别) 和 类扩展 - 全解析
     
    具体见: oschina -> MyDemo -> 011.FoundationLog-OC分类剖析
     
     
    关于OC分类,非常重要的知识点:
     
    >>分类能够对实例方法,类方法进行扩展,但不能够添加类的属性及实例变量。
    >>分类能够像类本身一样,调用self来访问类的方法,属性。 但对于通过新建.h与.m来写的分类来说,分类对于原始类的了解(即知道其中存在哪些方法,属性),仅通过原始类的接口文件(.h文件),这与在类外部方法类定义的一些内容是一样的,仅仅能够看到.h中的定义。此时,分类对于原始类的属性的调用,仅能够通过存取方法,若直接访问_属性名称的话(属性名称仅在原始类的.m中可见),则会提示未定义错误。
    >>在使用分类中声明的方法时,需要导入分类的.h文件,才能让执行代码知道分类扩展方法的存在。实际上,由于在分类文件中我们已经导入了原始类的头文件,所以在使用分类时,仅仅导入分类头文件即可。
    >>特别注意的是,如果新建一个分类,并且重写了覆盖原类中已有的方法,此种分类只要引入项目,就会替换原类中的同名方法,这种分类不需要在任何地方导入.h就可生效,即使删除掉分类.h只保留分类.m也会生效。将重写原类方法的 多个分类.m集中到一个自己创建的FoundationLog.m文件中,此种分类仍会生效!
    >>因为分类是会被子类继承的,所以只对NSObjec添加分类,那么所有的OC类均可以调用我们的扩展方法!
    >>对于分类中声明的方法,我们可以不去实现,可以交由子类在需要时进行实现,这点和协议很像。区别是协议是<协议名>,而分类是(分类名)
    >>对于类的私有方法,我们可以新建一个原类的分类,在将其声明为可见的(而不实现),这样在类外部就可以调用该类的私有函数了。
    >>在分类中重写原类的方法,只要将该分类.m拖入项目中,分类就会覆盖原类该方法实现,即使不再任何地方导入分类.h也会覆盖
     
     
    关于OC类扩展,非常重要的知识点:
     
    >> 类扩展仅能够在原始类中声明(.h或.m中均可,在.m中声明的类扩展其定义的属性和方法均是私有的)
    >> 类扩展的实现仅能够在原始类的.m中编写
    >> 类扩展中声明的方法,必须在原类.m中进行实现,否则Xcode会编译警告。
     
     
    类扩展与分类的区别如下:
    >> OC分类属于Runtime运行时特性,是OC语言独有的创新,其他编程语言所不具备这样的特性! 类扩展属于编译器特性,在编译阶段就会被添加合并到原类中!
     
     
    OC运行时 分类/类目的实现原理
     
    typedef struct objc_class *Class;  //Class其实就是一个objc_class结构体指针
     
    struct objc_class { //struct objc_class结构体定义
        Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
       
    #if !__OBJC2__
        Class super_class                                        OBJC2_UNAVAILABLE;
        const char *name                                         OBJC2_UNAVAILABLE;
        long version                                             OBJC2_UNAVAILABLE;
        long info                                                OBJC2_UNAVAILABLE;
        long instance_size                                       OBJC2_UNAVAILABLE;
        struct objc_ivar_list *ivars                             OBJC2_UNAVAILABLE;
        struct objc_method_list **methodLists                    OBJC2_UNAVAILABLE;
        struct objc_cache *cache                                 OBJC2_UNAVAILABLE;
        struct objc_protocol_list *protocols                     OBJC2_UNAVAILABLE;
    #endif
       
    } OBJC2_UNAVAILABLE;
     
    对以上OC类的具体分析如下:
     
    >> isa表示一个Class对象的Class,也就是Meta Class。在面向对象设计中,一切都是对象,Class在设计中本身也是一个对象。我们会在objc-runtime-new.h文件找到证据,发现objc_class有以下定义:
    struct objc_class : objc_object {
        // Class ISA;
        Class superclass;
        cache_t cache;             // formerly cache pointer and vtable
        class_data_bits_t bits;    // class_rw_t * plus custom rr/alloc flags
        ......
    }
    由此可见,结构体objc_class也是继承objc_object,说明Class在设计中本身也是一个对象。
     
    >> super_class表示实例对象对应的父类
     
    >> name表示类名
     
    >> ivars表示多个成员变量,它指向objc_ivar_list结构体。在runtime.h可以看到它的定义:
    struct objc_ivar_list {
        int ivar_count                                           OBJC2_UNAVAILABLE;
    #ifdef __LP64__
        int space                                                OBJC2_UNAVAILABLE;
    #endif
        /* variable length structure */
        struct objc_ivar ivar_list[1]                            OBJC2_UNAVAILABLE;
    }
    objc_ivar_list其实就是一个链表,存储多个objc_ivar,而objc_ivar结构体存储类的单个成员变量信息。
     
    >> methodLists表示方法列表,它指向objc_method_list结构体的二级指针,可以动态修改*methodLists的值来添加成员方法,也是Category实现原理,同样也解释Category不能添加实例变量的原因。
     
    在runtime.h可以看到它的定义:
    struct objc_method_list {
        struct objc_method_list *obsolete                        OBJC2_UNAVAILABLE;
       
        int method_count                                         OBJC2_UNAVAILABLE;
    #ifdef __LP64__
        int space                                                OBJC2_UNAVAILABLE;
    #endif
        /* variable length structure */
        struct objc_method method_list[1]                        OBJC2_UNAVAILABLE;
    }
    同理,objc_method_list也是一个链表,存储多个objc_method,而objc_method结构体存储类的某个方法的信息。
     
    >> cache用来缓存经常访问的方法,它指向objc_cache结构体,后面会重点讲到。
     
    >> protocols表示类遵循哪些协议
     
     
    以下为转载内容:

    iOS分类(category),类扩展(extension)—史上最全攻略

    背景:

    在大型项目,企业级开发中多人同时维护同一个类,此时程序员A因为某项需求只想给当前类currentClass添加一个方法newMethod,那该怎么办呢?
    最简单粗暴的方式是把newMethod添加到currentClass中,然后直接实现该方法就OK了。
    但考虑到OC是单继承的,子类可以拥有父类的方法和属性。
    如果把newMethod写到currentClass中,那么currentClass的子类也会拥有newMethod。但真正的需求是只需要currentClass拥有newMethod,而currentClass的子类不会拥有。
    苹果为了解决这个问题,就引入了分类(Category)的概念。

    分类(Category):

    概念

    分类(Category)是OC中的特有语法,它是表示一个指向分类的结构体的指针。原则上它只能增加方法,不能增加成员(实例)变量。具体原因看源码组成:

    Category源码:

    Category
    Category 是表示一个指向分类的结构体的指针,其定义如下:
    typedef struct objc_category *Category;
    struct objc_category {
      char *category_name                          OBJC2_UNAVAILABLE; // 分类名
      char *class_name                             OBJC2_UNAVAILABLE; // 分类所属的类名
      struct objc_method_list *instance_methods    OBJC2_UNAVAILABLE; // 实例方法列表
      struct objc_method_list *class_methods       OBJC2_UNAVAILABLE; // 类方法列表
      struct objc_protocol_list *protocols         OBJC2_UNAVAILABLE; // 分类所实现的协议列表
    }
    
    
    通过上面我们可以发现,这个结构体主要包含了分类定义的实例方法与类方法,其中instance_methods 列表是 objc_class 中方法列表的一个子集,而class_methods列表是元类方法列表的一个子集。
    但这个结构体里面
    
    根本没有属性列表,
    根本没有属性列表,
    根本没有属性列表。

    那么问题来了:

    为什么在分类中声明属性时,运行不会出错呢?
    既然分类不让添加属性,那为什么我写了@property仍然还以编译通过呢?

    接下来我们探究下分类不能添加属性的实质原因:

    我们知道在一个类中用@property声明属性,编译器会自动帮我们生成_成员变量setter/getter,但分类的指针结构体中,根本没有属性列表。所以在分类中用@property声明属性,既无法生成_成员变量也无法生成setter/getter
    因此结论是:我们可以用@property声明属性,编译和运行都会通过,只要不使用程序也不会崩溃。但如果调用了_成员变量setter/getter方法,报错就在所难免了。

    报错原因如下:
    // programmer.nameWithoutSetterGetter = @"无setter/getter"; //调用setter,编译成功,运行报错为:(-[Programmer setNameWithSetterGetter:]: unrecognized selector sent to instance 0x7f9de358fd70') // NSLog(@"%@",programmer.nameWithoutSetterGetter); //调用getter,编译成功,运行报错为-[Programmer setNameWithSetterGetter:]: unrecognized selector sent to instance 0x7fe22be11ea0' // NSLog(@"%@",_nameWithoutSetterGetter);         //这是调用_成员变量,错误提示为:(Use of undeclared identifier '_nameWithoutSetterGetter')

    那接下来我们继续思考:
    既然报错的根本原因是使用了系统没有生成的setter/getter方法,可不可以在手动添加setter/getter来避免崩溃,完成调用呢?
    其实是可以的。由于OC是动态语言,方法真正的实现是通过runtime完成的,虽然系统不给我们生成setter/getter,但我们可以通过runtime手动添加setter/getter方法。那具体怎么实现呢?

    代码实现如下:

    按照这个思路,我们通过运行时手动添加这个方法。

    #import <objc/runtime.h>
    
    static NSString *nameWithSetterGetterKey = @"nameWithSetterGetterKey";   //定义一个key值
    @implementation Programmer (Category)
    
    //运行时实现setter方法
    - (void)setNameWithSetterGetter:(NSString *)nameWithSetterGetter {
            objc_setAssociatedObject(self, &nameWithSetterGetterKey, nameWithSetterGetter, OBJC_ASSOCIATION_COPY);
    }
    
    //运行时实现getter方法
    - (NSString *)nameWithSetterGetter {
        return objc_getAssociatedObject(self, &nameWithSetterGetterKey);
    }
    
    @end
    

    实际使用效果

      //通过runtime实现了setter/getter
        programmer.nameWithSetterGetter = @"Baby";           //调用setter,成功
        NSLog(@"%@",programmer.nameWithSetterGetter);            //调用getter,成功
      //NSLog(@"%@",_nameWithSetterGetter);             //这是调用_成员变量,错误提示为:(Use of undeclared identifier '_nameWithSetterGetter')
       问题解决。但是注意,以上代码仅仅是手动实现了setter/getter方法,但调用_成员变量依然报错。
    

     

    类扩展(Class Extension)

    Extension是Category的一个特例。类扩展与分类相比只少了分类的名称,所以称之为“匿名分类”。
    其实开发当中,我们几乎天天在使用。对于有些人来说像是最熟悉的陌生人。

    类扩展格式:

    @interface XXX ()
    //私有属性
    //私有方法(如果不实现,编译时会报警,Method definition for 'XXX' not found)
    @end
    
    

    作用:

    为一个类添加额外的原来没有变量,方法和属性
    一般的类扩展写到.m文件中
    一般的私有属性写到.m文件中的类扩展中

     

    类别与类扩展的区别: 

    ①类别中原则上只能增加方法(能添加属性的的原因只是通过runtime解决无setter/getter的问题而已);
    ②类扩展不仅可以增加方法,还可以增加实例变量(或者属性),只是该实例变量默认是@private类型的(
    用范围只能在自身类,而不是子类或其他地方);
    ③类扩展中声明的方法没被实现,编译器会报警,但是类别中的方法没被实现编译器是不会有任何警告的。这是因为类扩展是在编译阶段被添加合并到原类中,而类别是在运行时添加到类中。
    ④类扩展不能像类别那样拥有独立的实现.m文件,因为类扩展所声明的方法必须依托对应类的实现部分来实现。非要独立创建类扩展,只会生成一个类似protocol那样的.h文件,不会有.m文件。一般我们都是在原类的.m上声明类扩展,新建一个控制器,Apple默认就会在.m中提供类扩展!
    ⑤定义在 .m 文件中的类扩展方法为私有的,定义在 .h 文件(头文件)中的类扩展方法为公有的。类扩展是在 .m 文件中声明私有方法的非常好的方式。

    注意:
    1.分类是用于给原有类添加方法的,因为分类的结构体指针中,没有属性列表,只有方法列表。所以< 原则上讲它只能添加方法, 不能添加属性(成员变量),实际上可以通过其它方式添加属性> ;
    2.分类中的可以写@property, 但不会生成setter/getter方法, 也不会生成实现以及私有的成员变量(编译时会报警告);
    3.可以在分类中访问原有类中.h中的属性;
    4.如果分类中有和原有类同名的方法, 会优先调用分类中的方法, 就是说会忽略原有类的方法。所以同名方法调用的优先级为 分类 > 本类 > 父类。因此在开发中尽量不要覆盖原有类;
    5.如果多个分类中都有和原有类中同名的方法, 那么调用该方法的时候执行谁由编译器决定;编译器会执行最后一个参与编译的分类中的方法。

     

     
     
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