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iOS开发系列--Objective-C之KVC、KVO

概述

由于ObjC主要基于Smalltalk进行设计，因此它有很多类似于Ruby、Python的动态特性，例如动态类型、动态加载、动态绑定等。今天我们着重介绍ObjC中的键值编码（KVC）、键值监听（KVO）特性：

键值编码KVC

我们知道在C#中可以通过反射读写一个对象的属性，有时候这种方式特别方便，因为你可以利用字符串的方式去动态控制一个对象。其实由于ObjC的语言特性，你根部不必进行任何操作就可以进行属性的动态读写，这种方式就是Key Value Coding（简称KVC）。

KVC的操作方法由NSKeyValueCoding协议提供，而NSObject就实现了这个协议，也就是说ObjC中几乎所有的对象都支持KVC操作，常用的KVC操作方法如下：

动态设置： setValue:属性值 forKey:属性名（用于简单路径）、setValue:属性值 forKeyPath:属性路径（用于复合路径，例如Person有一个Account类型的属性，那么person.account就是一个复合属性）
动态读取： valueForKey:属性名 、valueForKeyPath:属性名（用于复合路径）

下面通过一个例子来理解KVC

Account.h

 1 //
 2 //  Account.h
 3 //  KVCAndKVO
 4 //
 5 //  Created by Kenshin Cui on 14-2-16.
 6 //  Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved.
 7 //
 8 #import <Foundation/Foundation.h>
 9 @interface Account : NSObject
10 #pragma mark - 属性
11 #pragma mark 余额
12 @property (nonatomic,assign) float balance;
13 @end

Account.m

 1 //
 2 //  Account.m
 3 //  KVCAndKVO
 4 //
 5 //  Created by Kenshin Cui on 14-2-16.
 6 //  Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved.
 7 //
 8 #import "Account.h"
 9 @implementation Account
10 @end

Person.h

 1 //
 2 //  Person.h
 3 //  KVCAndKVO
 4 //
 5 //  Created by Kenshin Cui on 14-2-16.
 6 //  Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved.
 7 //
 8 #import <Foundation/Foundation.h>
 9 @class Account;
10 @interface Person : NSObject{
11 @private
12 int _age;
13 }
14 #pragma mark - 属性
15 #pragma mark 姓名
16 @property (nonatomic,copy) NSString *name;
17 #pragma mark 账户
18 @property (nonatomic,retain) Account *account;
19 #pragma mark - 公共方法
20 #pragma mark 显示人员信息
21 -(void)showMessage;
22 @end

Person.m

 1 //
 2 //  Person.m
 3 //  KVCAndKVO
 4 //
 5 //  Created by Kenshin Cui on 14-2-16.
 6 //  Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved.
 7 //
 8 #import "Person.h"
 9 @implementation Person
10 #pragma mark - 公共方法
11 #pragma mark 显示人员信息
12 -(void)showMessage{
13 NSLog(@"name=%@,age=%d",_name,_age);
14 }
15 @end

main.m

 1 //
 2 //  main.m
 3 //  KVCAndKVO
 4 //
 5 //  Created by Kenshin Cui on 14-2-16.
 6 //  Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved.
 7 //
 8 #import <Foundation/Foundation.h>
 9 #import "Person.h"
10 #import "Account.h"
11 int main(int argc, const char * argv[]) {
12 @autoreleasepool {
13 Person *person1=[[Person alloc]init];
14 [person1 setValue:@"Kenshin" forKey:@"name"];
15 [person1 setValue:@28 forKey:@"age"];//注意即使一个私有变量仍然可以访问
16 [person1 showMessage];
17 //结果：name=Kenshin,age=28
18 NSLog(@"person1's name is :%@,age is :%@",person1.name,[person1 valueForKey:@"age"]);
19 //结果：person1's name is :Kenshin,age is :28
20 Account *account1=[[Account alloc]init];
21 person1.account=account1;//注意这一步一定要先给account属性赋值，否则下面按路径赋值无法成功，因为account为nil，当然这一步骤也可以写成:[person1 setValue:account1 forKeyPath:@"account"];
22 [person1 setValue:@100000000.0 forKeyPath:@"account.balance"];
23 NSLog(@"person1's balance is :%.2f",[[person1 valueForKeyPath:@"account.balance"] floatValue]);
24 //结果：person1's balance is :100000000.00
25 }
26 return 0;
27 }

KVC使用起来比较简单，但是它如何查找一个属性进行读取呢？具体查找规则（假设现在要利用KVC对a进行读取）：

如果是动态设置属性，则优先考虑调用setA方法，如果没有该方法则优先考虑搜索成员变量_a,如果仍然不存在则搜索成员变量a，如果最后仍然没搜索到则会调用这个类的setValue:forUndefinedKey：方法(注意搜索过程中不管这些方法、成员变量是私有的还是公共的都能正确设置)；
如果是动态读取属性，则优先考虑调用a方法（属性a的getter方法），如果没有搜索到则会优先搜索成员变量_a，如果仍然不存在则搜索成员变量a，如果最后仍然没搜索到则会调用这个类的valueforUndefinedKey:方法(注意搜索过程中不管这些方法、成员变量是私有的还是公共的都能正确读取)；

键值监听KVO

我们知道在WPF、Silverlight中都有一种双向绑定机制，如果数据模型修改了之后会立即反映到UI视图上，类似的还有如今比较流行的基于MVVM设计模式的前端框架，例如Knockout.js。其实在ObjC中原生就支持这种机制，它叫做Key Value Observing（简称KVO）。KVO其实是一种观察者模式，利用它可以很容易实现视图组件和数据模型的分离，当数据模型的属性值改变之后作为监听器的视图组件就会被激发，激发时就会回调监听器自身。在ObjC中要实现KVO则必须实现NSKeyValueObServing协议，不过幸运的是NSObject已经实现了该协议，因此几乎所有的ObjC对象都可以使用KVO。

在ObjC中使用KVO操作常用的方法如下：

注册指定Key路径的监听器： addObserver: forKeyPath: options: context:
删除指定Key路径的监听器： removeObserver: forKeyPath、removeObserver: forKeyPath: context:
回调监听： observeValueForKeyPath: ofObject: change: context:

KVO的使用步骤也比较简单：

通过addObserver: forKeyPath: options: context:为被监听对象（它通常是数据模型）注册监听器
重写监听器的observeValueForKeyPath: ofObject: change: context:方法

由于我们还没有介绍过IOS的界面编程，这里我们还是在上面的例子基础上继续扩展，假设当我们的账户余额balance变动之后我们希望用户可以及时获得通知。那么此时Account就作为我们的被监听对象，需要Person为它注册监听（使用addObserver: forKeyPath: options: context:）;而人员Person作为监听器需要重写它的observeValueForKeyPath: ofObject: change: context:方法，当监听的余额发生改变后会回调监听器Person监听方法（observeValueForKeyPath: ofObject: change: context:）。下面通过代码模拟上面的过程：

Account.h

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 2 //  Account.h
 3 //  KVCAndKVO
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 5 //  Created by Kenshin Cui on 14-2-16.
 6 //  Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved.
 7 //
 8 #import <Foundation/Foundation.h>
 9 @interface Account : NSObject
10 #pragma mark - 属性
11 #pragma mark 余额
12 @property (nonatomic,assign) float balance;
13 @end

Account.m

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 2 //  Account.m
 3 //  KVCAndKVO
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 5 //  Created by Kenshin Cui on 14-2-16.
 6 //  Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved.
 7 //
 8 #import "Account.h"
 9 @implementation Account
10 @end

Person.h

 1 //
 2 //  Person.h
 3 //  KVCAndKVO
 4 //
 5 //  Created by Kenshin Cui on 14-2-16.
 6 //  Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved.
 7 //
 8 #import <Foundation/Foundation.h>
 9 @class Account;
10 @interface Person : NSObject{
11 @private
12 int _age;
13 }
14 #pragma mark - 属性
15 #pragma mark 姓名
16 @property (nonatomic,copy) NSString *name;
17 #pragma mark 账户
18 @property (nonatomic,retain) Account *account;
19 #pragma mark - 公共方法
20 #pragma mark 显示人员信息
21 -(void)showMessage;
22 @end

Person.m

 1 //
 2 //  Person.m
 3 //  KVCAndKVO
 4 //
 5 //  Created by Kenshin Cui on 14-2-16.
 6 //  Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved.
 7 //
 8 #import "Person.h"
 9 #import "Account.h"
10 @implementation Person
11 #pragma mark - 公共方法
12 #pragma mark 显示人员信息
13 -(void)showMessage{
14 NSLog(@"name=%@,age=%d",_name,_age);
15 }
16 #pragma mark 设置人员账户
17 -(void)setAccount:(Account *)account{
18 _account=account;
19 //添加对Account的监听
20 [self.account addObserver:self forKeyPath:@"balance" options:NSKeyValueObservingOptionNew context:nil];
21 }
22 #pragma mark - 覆盖方法
23 #pragma mark 重写observeValueForKeyPath方法，当账户余额变化后此处获得通知
24 -(void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary *)change context:(void *)context{
25 if([keyPath isEqualToString:@"balance"]){//这里只处理balance属性
26 NSLog(@"keyPath=%@,object=%@,newValue=%.2f,context=%@",keyPath,object,[[change objectForKey:@"new"] floatValue],context);
27 }
28 }
29 #pragma mark 重写销毁方法
30 -(void)dealloc{
31 [self.account removeObserver:self forKeyPath:@"balance"];//移除监听
32 //[super dealloc];//注意启用了ARC，此处不需要调用
33 }
34 @end

main.m

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 2 //  main.m
 3 //  KVCAndKVO
 4 //
 5 //  Created by Kenshin Cui on 14-2-16.
 6 //  Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved.
 7 //
 8 #import <Foundation/Foundation.h>
 9 #import "Person.h"
10 #import "Account.h"
11 int main(int argc, const char * argv[]) {
12 @autoreleasepool {
13 Person *person1=[[Person alloc]init];
14 person1.name=@"Kenshin";
15 Account *account1=[[Account alloc]init];
16 account1.balance=100000000.0;
17 person1.account=account1;
18 account1.balance=200000000.0;//注意执行到这一步会触发监听器回调函数observeValueForKeyPath: ofObject: change: context:
19 //结果：keyPath=balance,object=<Account: 0x100103aa0>,newValue=200000000.00,context=(null)
20 }
21 return 0;
22 }

在上面的代码中我们在给人员分配账户时给账户的balance属性添加了监听，并且在监听回调方法中输出了监听到的信息，同时在对象销毁时移除监听，这就构成了一个典型的KVO应用。

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