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iOS完全自學手冊——［三］Objective－C語言速成，利用Objective－C創建自己的對象

本文轉載自   查看原文   2016-01-11 01:04   4342    iOS開發總結/ Objective-C

1.前言

上一篇已經介紹了App Delegate、View Controller的基本概念，除此之外，分別利用storyboard和純代碼創建了第一個Xcode的工程，並對不同方式搭建項目進行了比較。這一篇文章，我准備為大家介紹一下奇葩的Objective－C語言的語法和使用。這篇文章主要講Objective－C的理論概念。

2.學習目標

2.1 Objective－C語言面向對象的特性

與C++類比學習，聲明定義一個MyObject類，並創建這個類的實例。

2.2 Objective－C語言常見語法概念概覽

介紹類，方法，分類，擴展，協議，消息機制，動態特性selector，block，ARC等概念

本文關於Objective－C整理總結的內容比較多，不需要完全掌握，混個眼熟就成。 

3.奇葩的Objective－C語言

1）對於已經有開發經驗的開發者而言，初次接觸Objective－C的時候覺得根本不能接受，甚至有種畏懼，oc奇葩的語法簡直顛覆了自己的世界觀，因為出現了莫名其妙的符號，如， ＋ － ［ ］。但是，不要怕，我們慢慢來了解這到底是毛線。從名字即可看出，Objective－C是一個面向對象的編程語言，也就是它具有繼承、封裝、多態的語言特性。

2）那對於沒有任何編程語言的童鞋，如何理解面向對象的編程呢？

對於沒有任何編程經驗的童鞋，我想這樣解釋，要弄清楚兩個問題：i）編程到底在做什么？ii）什么是面向對象的編程？

i）通俗的語言講，編程就是在和計算機說話，用計算機明白的語言跟他交流，讓他幫你做事。（就好像你跟外國人交流一樣，你想跟人家交朋友，總得用人家懂得語言吧～）

ii）“面向對象編程”，首先只是一個名詞，實質是一種抽象的概念，主要是將一類待處理的數據及數據對應的操作集合化，寫（封裝）在一起。比如，一個人的屬性有，身高、體重、年齡、性別，人可以做的事情有吃飯、睡覺、打豆豆～所有具有這些特征的都可以稱之為人這一類。這便是面向對象的編程。（如果看到這里還不明白，那還是要多寫程序，慢慢接受了新的概念有了固化的思維模式，就能理解並應用了）

學習的時候可以多種語言比較學習。我選擇用C++和Objective－C進行類比，來聲明定義一個MyObject類，比較異同點，了解各自面向對象編程的方法。（為何選擇C++？因為，1.C++有指針的概念；2.C++是面向對象的語言。另，指針就是內存的地址。）

3.1 先看一下C++中聲明定義類是如何編寫的

3.1.1 C++程序源碼

#include <iostream>
using namespace std;
class MyObject {
public:
    MyObject();
    ~MyObject();
    void display();
    void setValue(int x);
    int getIndex();
    int getKey();
    static void classMethod();
private:
    int index;
    int key;
};

MyObject::MyObject() {
    cout<<"construct"<<endl;
}

MyObject::~MyObject() {
    cout<<"destruct"<<endl;
}

void MyObject::setValue(int x) {
    this->index = x;
    this->key = 1<<(x+2);
}

void MyObject::display() {
    cout<<"index == "<<this->index<<endl;
    cout<<"key == "<<this->key<<endl;
}

int MyObject::getKey() {
    return this->key;
}

int MyObject::getIndex() {
    return this->index;
}

void MyObject::classMethod() {
    cout<<"this is static (or class) method"<<endl;
}

int main(int argc, const char * argv[]) {
    // insert code here...
    std::cout << "Hello, World!\n";
    
    MyObject *object = new MyObject();
    MyObject::classMethod();
    object->setValue(3);
    object->display();
    int c = object->getIndex() + object->getKey();
    object->MyObject::~MyObject();
    printf("c = %d\n", c);
    
    MyObject object2;
    object2.setValue(2);
    object2.display();
    
    return 0;
}

3.1.2 控制台打印信息

Hello, World!

construct

this is static (or class) method

index == 3

key == 32

destruct

c = 35

construct

index == 2

key == 16

destruct

Program ended with exit code: 0

3.1.3 代碼解釋：

以上代碼利用C++聲明定義了MyObject類

1）定義了公有方法方法：

  • 構造函數MyObject()
  • 析構函數~MyObject()
  • 打印index和key的方法display()
  • 設置私有變量方法setValue(int x)
  • 獲得index值方法getIndex()
  • 獲得key方法getKey()
  • 類方法classMethod()

2）定義了私有成員變量：

  • index和key

3.1.4 特別注意

  • 構造函數是創建實例時調用的，在這個方法中可以為實例進行初始化操作；
  • 析構函數是銷毀實例對象是被系統調用的，這里可以將對象中的指針對象都delete掉；
  • 不管是否使用new關鍵字創建對象，系統都會自動調用構造函數和析構函數，構造函數實質是為對象在內存分配一個空間，存儲這個對象的數據，而析構函數則是將這個對象占用的內存釋放掉。
  • 使用new關鍵字創建類的實例時，系統在堆內存為該實例動態分配了一塊內存區域（實際上等同於調用的C語言的malloc方法為變量動態分配內存），調用對象的方法（或成員變量）使用“->”符號；
  • 不使用new關鍵字創建類的實例時，系統在棧內存為該實例分配一塊內存區域，調用對象的方法和變量須使用“.”符號。
  • 類方法是靜態方法，是在類裝載的時候裝載的。（但是要特別注意，類的靜態變量是該類的對象所共有的，即是所有對象共享變量。所以建議盡量少用靜態變量。盡量在靜態方法中使用內部變量。）

 

3.2 再看一下Objective－C是如何定義一個MyObject類的

3.2.1 創建新項目

選擇OS X中的Command Line Tool，創建好工程后，按住command＋N鍵創建Cocoa Touch Class，創建一個名為MyObject的NSObject的子類。

這樣就創建了OS X的命令行程序，以用於簡單演示如何聲明定義Objective－C的類

3.2.2 程序源碼

1）main.m文件：

#import <Foundation/Foundation.h>

#import "MyObject.h"


int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        // insert code here...
        NSLog(@"Hello, World!");
        MyObject *object = [[MyObject alloc] initWithIndex:3];
        [object display];
//        object = nil;
    }
    return 0;
}

 2) MyObject.h

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface MyObject : NSObject
- (instancetype)initWithIndex:(NSInteger)index;
- (void)display;
+ (void)classMethod;
@end

3) .m文件

#import "MyObject.h"

@interface MyObject()
@property (assign, nonatomic) NSInteger index;
@property (assign, nonatomic) NSInteger key;

@end

@implementation MyObject
@synthesize index = _index;
@synthesize key = _key;

- (instancetype)initWithIndex:(NSInteger)index {
    self = [super init];
    if (self) {
        NSLog(@"init");
        self.index = index;
    }
    return self;
}

- (void)setIndex:(NSInteger)index {
    _index = index;
    self.key = 1<<(index+2);
}

- (NSInteger)index {
    return _index;
}

- (NSInteger)key {
    return _key;
}

- (void)display {
    NSLog(@"index == %ld \n key == %ld", (long)_index, (long)_key);
}

+ (void)classMethod {
    NSLog(@"this is static (or class) method");
}

- (void)dealloc {
    NSLog(@"dealloc");
}
@end

 

3.2.3 控制台打印結果

2016-01-10 17:55:50.401 CompileOC[20792:1052939] Hello, World!

2016-01-10 17:55:50.402 CompileOC[20792:1052939] init

2016-01-10 17:55:50.402 CompileOC[20792:1052939] index == 3 

 key == 32

2016-01-10 17:55:50.402 CompileOC[20792:1052939] dealloc

Program ended with exit code: 0

3.2.4 代碼解釋

1） 在main.m文件中創建了MyObject的實例並調用display方法。

2）在頭文件中聲明了三個公有方法，

- (instancetype)initWithIndex:(NSInteger)index;

- (void)display;

+ (void)classMethod;

3）.m文件中

  • 創建了一個MyObject類的擴展，在擴展中聲明了兩個NSInteger的屬性，屬性的特性為assign和nonatomic
  • 重寫了父類中的實例（減號）init方法，並為index屬性賦值
  • 實現了index屬性的setter方法
  • 實現了index和key屬性的getter方法
  • 創建了打印index和key的方法

    - (void)display

  • 創建了類方法

    + (void)classMethod;

  • 重寫了父類的dealloc方法

     

4）與C++代碼做對比

  • 在C++中可以創建沒有父類的類，但是在Objective－C中創建的類都繼承自NSObject或其子類。不選擇父類的話是不能創建Objective－C的類的。
  • 在C++中調用方法或變量用“->”或“.”符號，而在Objective－C中調用方法是[]，而且順序不是從左至右，而是從內到外。
  • 在C++中只有當new來創建對象時，才會動態分配內存；
  • 而在Objective－C中創建的所有類的實例對象都是動態分配的，從創建Objective－C實例的方式
    類名 *實例名 = [[類名 alloc] init]; 
    也可以看出，Objective－C創建實例都是動態分配內存，實際上也是等同於調用的C語言的malloc方法為變量動態分配內存。
  • 即在Objective－C中所有的對象都是指針。
  • 在C++中聲明公有方法用public關鍵字表明， 私有方法用private表明。而在Objective－C中聲明公有方法只要在頭文件的

    @interface

    @end
    之間就可以了,而私有方法不需要在頭文件中聲明。

  • 補充，在Objective－C中可以使用@private @public @protected @package 編譯器指令來設置實例變量的訪問限制。
    實例變量的聲明方式為，

    @implementation {
            @private
                  int index;
                  int key;
    }
    @end
    　　

  • 注意實例變量和類的屬性並不是一回事，屬性和實例變量的本質區別是，屬性無法直接訪問對象的內部狀態，但是可以利用setter和getter方法進行訪問，而在setter和getter方法中還可以包含其他邏輯，比如，本文章中

    - (void)setIndex:(NSInteger)index
    方法，不單為實例變量    _index賦值，還用setter的簡潔方式

    self.key = 1<<(index+2);
    為實例變量_key賦值。

  • 那_index和_key實例變量是誰聲明的呢？這是Xcode編譯器自己生成的：

    @synthesize index = _index;

    @synthesize key = _key;
    上面的代碼使用了 @synthesize 編譯指令，讓編譯器分別為屬性index和key自動創建實例變量_index和_key。即，自動為屬性創建對應實例變量的方法是 
    @synthesize 屬性名 = 實例變量名;
    事實上，當沒有實現setter方法時，@synthesize指令不寫，編譯器也可以為屬性自動創建實例變量，編譯器自動為屬性創建的變量名默認為_屬性名，在調試的時候可以設置變量觀察。

  • 注意本程序是在Xcode7中創建運行的，Xcode5之后創建工程時就默認ARC模式了，現在基本項目都是自動引用計數的模式編寫的。老項目中的使用手動管理的需要做如下的設置：
    在Targets的Build Phases選項下Compile Sources下選擇要不使用ARC編譯的文件，雙擊它，輸入-fno-objc-arc即可
  • 在項目開發中，我認為屬性遠比實例變量好用，大可以只聲明屬性，而不聲明實例變量。

4.Objective－C語言常見語法概念

4.1 基本語法概念

4.1.1類元素

1）實例變量

聲明方法：

@implementation {
       //聲明實例變量
}
@end

實例變量是是類封裝的數據

2）屬性

@property (特性) 類型 屬性名;

屬性是Objective－C提供的訪問對象共享狀態的機制，編譯器可以自動生成訪問實例變量的方法。Xcode自動創建的實例變量默認變量名為“_屬性名”

3）類的聲明（接口）

@interface MyObject : NSObject

@end

通用的如下：

@interface 類名 : 父類名

@end

說明：

  • @interface 和 @end 指令之間的區域只能聲明屬性或方法，不能有具體的實現過程。
  • 如果在頭文件中的接口聲明的屬性或方法，其實就是公有的屬性和方法，可以直接訪問。

4）類的實現

@implementation {

//實例變量的聲明

}

//屬性和方法的定義

@end

說明：

  • 方法的實現過程必須寫在 @implementation 和 @end 之間

5）類的方法：分為類方法和實例方法

  • 聲明：

    [+或－](返回類型)方法名:(參數類型)參數1 參數名:(參數類型)參數2 ... 參數名:(參數類型)參數n;
  • 實現：

    [+或－](返回類型)方法名:(參數類型)參數1 參數名2:(參數類型)參數2 ... 參數名n:(參數類型)參數n {

                  //code here

                 return 返回值;

         }

  • 調用：
    [消息接收者（即類的實例對象） 方法名:1  參數名2:2 ...  參數名n:n];

說明：

  • 方法的聲明其實就是方法部分實現除了{}以外的代碼Objective－C的方法定義方式很奇葩，剛開始不好接受，這其實是Objective－C消息機制一種體現。
  • 在其他語言中，方法的書寫方式是函數式的，類似於數學中的函數f(x,y,z)。
  • 在Objective－C中調用方法時向消息的接收者（類的實例對象）發送一條消息，書寫形式為[消息接收者 消息方法名:參數1 參數名2:參數2]，所有調用方法都是動態的，根據發出消息的方法名來動態查找對應的指針。感興趣的話可以參考羅朝輝大神的博客 http://blog.csdn.net/kesalin/article/details/6689226

    “不同的類可以擁有相同的 selector，這個沒有問題，因為不同類的實例對象performSelector相同的 selector 時，會在各自的消息選標(selector)/實現地址(address) 方法鏈表中根據 selector 去查找具體的方法實現IMP, 然后用這個方法實現去執行具體的實現代碼。這是一個動態綁定的過程，在編譯的時候，我們不知道最終會執行哪一些代碼，只有在執行的時候，通過selector去查詢，我們才能確定具體的執行代碼。”

  • 多參數的聲明、實現和調用。例如，我在MyObject中定義一個多參數的請求方法：

    - (void)requestDataWithIndex:(NSInteger)index forKey:(NSInteger)key completion:(void(^)(NSError *error, id response))completion {    //code here
    NSError *responseError = nil;//assume it is responsed from server

    NSDictionary *responseData = @{@"message": @"OK"};

    if (completion != nil) {

        if (responseError != nil) {

            completion(responseError, nil);

        } else {

            completion(nil, responseData);

        }

    }

}

     

說明：

  • - (void)requestDataWithIndex:(NSInteger)index forKey:(NSInteger)key completion:(void(^)(NSError *error, id response))completion直接可以復制到@interface 和 @end 之間作為方法的聲明
  • 注意方法中第三個參數是block變量，這個后面會稍作介紹，先了解概念混個眼熟，以后慢慢細琢磨。
  • block是一塊代碼塊，實質是閉包，程序運行時，block{}內的不會立即執行，即非順序執行的，是異步執行的，所以最適合選為做網絡異步請求的回調函數，功能類似於ajax。

 

 

6）類的擴展

其實就是寫在類.m文件中的接口，只不過與類.h中接口相比，在.m文件中聲明的實例變量、屬性、方法外部不能訪問，即實現了方法、屬性的私有化。例如MyObject.m文件中

@interface MyObject()

@property (assign, nonatomic) NSInteger index;

@property (assign, nonatomic) NSInteger key;

@end

這段代碼就是擴展，並且聲明的index和key屬性外部不能訪問，只能在類的內部訪問。

7）分類

分類的目的主要是為了擴展類的方法，比如MyObject類我添加一個NY的分類，創建方法如下：

  • command＋N 選擇iOS Source中的Objective－C File，Next
  • 填寫File（分類名），選擇category，class 填寫MyObject，然后點Next，再點Create創建
  • 頭文件：
#import "MyObject.h"

@interface MyObject (NY)

@end
  • 實現文件
#import "MyObject+NY.h"

@implementation MyObject (NY)

@end

說明：

  • 分類中只可以聲明和定義方法，不可以聲明類接口屬性或實例變量。因為已經引用了原來類的頭文件會報重復聲明類的語法錯誤。

/Users/.../CompileOC/CompileOC/MyObject+NY.m:10:1: Duplicate interface definition for class 'MyObject'

 

8）協議

  • 協議的聲明定義

@protocol NYProtocol <NSObject>

@optional

- (void)nyOptionalProtocalMethod;

@required

- (void)nyRequiredProtocalMethod;

@end

通用：

@protocol 協議名 <NSObject>

@optional

//可選擇實現的方法

@required

//必須實現的方法

@end

  • 類遵從協議的方法

@interface MyObject() <NYProtocol>

@property (assign, nonatomic) NSInteger index;

@property (assign, nonatomic) NSInteger key; 

@end

說明：

  • 協議的定義可以寫寫在類的頭文件中也可以寫在類的實現文件中，或者也可以創建一個單獨的協議頭文件，但是必須要寫在遵從該協議的類接口之前，否則會報語法錯誤
  • @optional指令標明的方法，遵從該協議的類不須要實現，但@required指令標明的必須實現
  • 只有類的接口后面可以跟<協議> @interface MyObject() <NYProtocol>
  • 協議方法類似於C++中的虛函數，不需要具體實現，只需聲明方法名，在子類中實現具體方法。協議方法實際是為了實現C++多繼承的目的，子類可以根據需要實現方法，比如，tableview的delegate協議和datasource協議，根據具體的UI需要來實現對應的協議方法。

4.2 ARC（Automatic Reference Counting）自動引用計數

ARC是Objective－C提供的內存管理方式，系統根據對象被引用的次數計次，當引用計數為零時，自動釋放該對象所占有的內存。而非系統自動管理內存的方式，稱為MRR（Manual Retain Release），老的項目代碼中仍會有手動管理內存的代碼。你會看到 retain 、 release、 autorelease 、dealloc這樣的消息（方法）代碼，以用來管理內存。但是在ARC模式下並不能手動編寫這些代碼，當引用一個對象時，即這個對象引用計數加一，當這個對象中某個指針，例如，本文中的 object = nil 時，引用計數減一，引用計數為零時，系統自動釋放對象所占用的內存。

但在Xcode5之后，創建項目時無法限定非ARC模式，而且「基本現在開發的項目都使用ARC」，所以，對於初學者來說，手動內存管理就暫時不需要更深入的了解了。但如果，希望能實現ARC與MRR的混編譯，那么就需要在Targets的Build Phases選項下Compile Sources下選擇要不使用ARC編譯的文件，雙擊它，輸入-fno-objc-arc即可實現ARC和MRR混編。

5.小結

本篇文章主要介紹了 Objective-C 的基本語法，希望初學者讀完之后能對 Objective-C 編程語言有一點基本的了解，打消一部分 Objective-C 這種陌生的編程語言的畏懼感，從而能繼續往下學。

關於學習的方法，我還想說幾句。我認為，人接觸新鮮事物總會有種恐懼感，適當的恐懼感反而會更有意思，恐懼感太強烈會阻礙接受新的概念。接受新觀念肯定是需要一定時間，因為原有的觀念已經給思維產生一個定式，新觀念可能和舊觀念有沖突的地方，但肯定兩者之間也存在一定聯系。找出兩者的共同點，能快速理解新概念。所以，我覺得學習一種新事物，首先要接受，慢慢的就適應了，不急～咱還年輕～

6.博文推薦

http://blog.csdn.net/kesalin/article/details/8155245

7.結語

十分感謝萌萌噠樂樂（https://medium.com/@HiSuneBear）給我提的排版建議及文章評價，讓我有更強烈的動力把文章寫好（這篇文章寫的太長，截至2016-01-11 17:41:55 我寫了快三天。所以，最后有點累，不想寫了，但是樂樂童鞋讓我的小宇宙又重新燃了😂 決心要把這篇文章拉回正軌～～）。另外，也十分感謝 @朱不鳴 @D 兩位小童鞋對文章的批評建議～我會努力把文章寫好，希望能給更多的人幫助，謝謝！

最后，預告一下接下來的文章內容：

  • 通過介紹蘋果官方文檔來介紹Cocoa Touch的框架
  • 通過介紹如何搭建項目來介紹Xcode的基本配置
  • 通過搭建一個簡單應用來熟悉UIKit中各種視圖控制器和視圖的使用

敬請期待吧😉 ～


免責聲明！

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