從C#到Objective-C，循序漸進學習蘋果開發(3)--分類(category)和協議Protocal的理解

本隨筆系列主要介紹從一個Windows平台從事C#開發到Mac平台蘋果開發的一系列感想和體驗歷程，本系列文章是在起步階段逐步積累的，希望帶給大家更好，更真實的轉換歷程體驗。本文繼續上一篇隨筆《從C#到Object C，循序漸進學習蘋果開發(2)--Objective-C和C#的差異》，繼續對比介紹它們兩者之間的差異，以便我們從C#陣營過來的人員加深印象，深入了解Objective-C語言的特性。本篇隨筆主要針對Objective-C里面的分類(category)和協議Protocal概念的理解進行介紹。

1、分類(category)概念和使用

如果我們使用過C#，我們都知道，C#里面有一個叫做擴展函數的東西，可以在不繼承已有類的情況下，給存在的類增加一些原本沒有的接口函數，Objective-C的分類概念和這個很相似，甚至可以說是同一類型的東西，雖然不知道他們誰先誰后出現，這個東西的引入，能使得編程方面更加豐富高效。

Objective-C提供了一種與眾不同的方式——Category，可以動態的為已經存在的類添加新的行為。這樣可以保證類的原始設計規模較小，功能增加時再逐步擴展。使用Category對類進行擴展時，不需要訪問其源代碼，也不需要創建子類。Category使用簡單的方式，實現了類的相關方法的模塊化，把不同的類方法分配到不同的分類文件中。不過Category並不能給類擴展出屬性，這點要注意，因為Object C不支持這樣的屬性擴展。

分類（Category）的定義語法如下所示。

@interface ClassName (CategoryName)
 
@end

這里好像它們還有一個約定俗成的習慣，將聲明文件和實現文件名稱統一采用“原類名+Category”的方式命名。所以OC的這種功能雖然和C#功能差不多，但是這點約定和C#不一樣，C#不管你放到哪里都行，但是我們還是會應該尊重它的規則。

例如，我們給XYZPerson類增加一個擴展方法的定義如下所示，這個定義的函數約定是放到文件"XYZPerson+XYZPersonNameDisplayAdditions.h"里面。

#import "XYZPerson.h"
 
@interface XYZPerson (XYZPersonNameDisplayAdditions)
- (NSString *)testMethod;
@end

那么它的實現代碼如下所示，它的代碼約定是放到 "XYZPerson+XYZPersonNameDisplayAdditions.m"里面。

#import "XYZPerson+XYZPersonNameDisplayAdditions.h"
 
@implementation XYZPerson (XYZPersonNameDisplayAdditions)
- (NSString *)testMethod {
    return [NSString stringWithFormat:@"%@, %@", self.lastName, self.firstName];
}
@end

在C#里面，擴展方法是命名空間相關的，一旦跳出了命名空間的范圍，這個擴展函數就不在起作用，而Objective-C的這個和類一樣，沒有命名空間的概念，因此在擴展的時候，需要小心謹慎一點，否則容易導致分類的接口和類本身發生沖突。基於這個原因，所以蘋果建議也是給分類的接口增加一個前綴，命名則采用接口的一貫規則，如下面代碼所示。

@interface NSSortDescriptor (XYZAdditions)
+ (id)xyz_sortDescriptorWithKey:(NSString *)key ascending:(BOOL)ascending;
@end

這樣擴展方法名稱雖然長了一點，但是基本上確保和普通的接口方法不會發生沖突了。

Category的使用場景：

1、當你在定義類的時候，在某些情況下（例如需求變更），你可能想要為其中的某個或幾個類中添加方法。

2、一個類中包含了許多不同的方法需要實現，而這些方法需要不同團隊的成員實現

3、當你在使用基礎類庫中的類時，你可能希望這些類實現一些你需要的方法。

 

遇到以上這些需求，Category可以幫助你解決問題。當然，使用Category也有些問題需要注意，

1、Category可以訪問原始類的實例變量，但不能添加變量，如果想添加變量，可以考慮通過繼承創建子類。

2、Category可以重載原始類的方法，但不推薦這么做，這么做的后果是你再也不能訪問原來的方法。如果確實要重載，正確的選擇是創建子類。

3、和普通接口有所區別的是，在分類的實現文件中可以不必實現所有聲明的方法，只要你不去調用它。

還有一種成為類擴展的功能，它是針對存在代碼的類的情況，也就是你的類代碼和你擴展的源碼是同時編譯的情況下。

類擴展的方法和上面的分類類似，他們不需要寫擴展分類的名稱，這個有點像匿名擴展分類的概念了，如下所示

@interface ClassName ()
 
@end

這個匿名的擴展分類，和普通的Category不同，它除了可以方法外，還可以添加屬性或者變量的。

 

2、協議Protocal

這個概念有很大程度上和C#的接口類似，但是它有所不同，它可以可選的實現接口@optional，也有必選的實現接口@required，雖然Objective-C里面已經有一個關鍵字 @interface，不過這個和Protocal還是有不同的。

和C#的接口一樣，這種協議也可以繼承自另外一個Protocal，也就是他們可以有繼承關系。

@protocol NewProtocal   <Protocal>
@end

由於Objective-C開發的很多應用，如IOS的應用，他們在MVC的開發模型里面，都大量使用了代理模式，這種Protocal很好的處理了這種關系。在iOS和OS X開發中，Apple采用了大量的代理模式來實現MVC中View和Controller的解耦。

例如UIView產生的所有事件，都是通過委托的方式交給Controller完成。根據約定，框架中后綴為Delegate的都是Protocol，例如UIApplicationDelegate，UIWebViewDelegate等。

在C#里面有很多如IClonable, IEnumerable這樣的接口，只要實現了，就能實現克隆和枚舉，在Objective-C里面，這個就是可以使用Protocal來替代了，如果某個協議繼承了NSObject，那么這是代表在此聲明的協議，是NSObject協議的衍生協議（不是NSObject類)，也就是說，這里的語境理解NSObject是一個協議，如果是在@Interface里面的繼承關系，那么那個就是NSObject對象。有點意思哦。

下面是一個可選和必選的協議定義例子。

@protocol XYZPieChartViewDataSource
- (NSUInteger)numberOfSegments;
- (CGFloat)sizeOfSegmentAtIndex:(NSUInteger)segmentIndex;
@optional
- (NSString *)titleForSegmentAtIndex:(NSUInteger)segmentIndex;
- (BOOL)shouldExplodeSegmentAtIndex:(NSUInteger)segmentIndex;
@required
- (UIColor *)colorForSegmentAtIndex:(NSUInteger)segmentIndex;
@end

由於協議有可選和必選，如果我們想知道某個動態的對象是否具有某個接口函數，就是通過@selector操作符來進行判斷的。

NSString *thisSegmentTitle;
    if ([self.dataSource respondsToSelector:@selector(titleForSegmentAtIndex:)]) {
        thisSegmentTitle = [self.dataSource titleForSegmentAtIndex:index];
    }

和C#的接口定義類似，Objective-C的一個類對象它可以實現多的協議，如下例子是一個類的接口定義實現幾個協議的情況。

@interface MyClass : NSObject <MyProtocol, AnotherProtocol, YetAnotherProtocol>
...
@end

這樣就實現了MyClass對象只有一個基類對象，但是可以實現多個協議（C#是多個接口）的情況。