OC分類(類目/類別) 和 類擴展 - 全解析

OC分類(類目/類別) 和 類擴展 - 全解析

 

具體見： oschina -> MyDemo -> 011.FoundationLog-OC分類剖析

http://blog.csdn.net/u013378438/article/details/44491703

 

 

關於OC分類，非常重要的知識點：

 

>>分類能夠對實例方法，類方法進行擴展，但不能夠添加類的屬性及實例變量。

>>分類能夠像類本身一樣，調用self來訪問類的方法，屬性。 但對於通過新建.h與.m來寫的分類來說，分類對於原始類的了解（即知道其中存在哪些方法，屬性），僅通過原始類的接口文件(.h文件)，這與在類外部方法類定義的一些內容是一樣的，僅僅能夠看到.h中的定義。此時，分類對於原始類的屬性的調用，僅能夠通過存取方法，若直接訪問_屬性名稱的話（屬性名稱僅在原始類的.m中可見）,則會提示未定義錯誤。

>>在使用分類中聲明的方法時，需要導入分類的.h文件，才能讓執行代碼知道分類擴展方法的存在。實際上，由於在分類文件中我們已經導入了原始類的頭文件，所以在使用分類時，僅僅導入分類頭文件即可。

>>特別注意的是，如果新建一個分類，並且重寫了覆蓋原類中已有的方法，此種分類只要引入項目，就會替換原類中的同名方法，這種分類不需要在任何地方導入.h就可生效，即使刪除掉分類.h只保留分類.m也會生效。將重寫原類方法的 多個分類.m集中到一個自己創建的FoundationLog.m文件中，此種分類仍會生效！

>>因為分類是會被子類繼承的，所以只對NSObjec添加分類，那么所有的OC類均可以調用我們的擴展方法！

>>對於分類中聲明的方法，我們可以不去實現，可以交由子類在需要時進行實現，這點和協議很像。區別是協議是<協議名>，而分類是(分類名)

>>對於類的私有方法，我們可以新建一個原類的分類，在將其聲明為可見的（而不實現），這樣在類外部就可以調用該類的私有函數了。

>>在分類中重寫原類的方法，只要將該分類.m拖入項目中，分類就會覆蓋原類該方法實現，即使不再任何地方導入分類.h也會覆蓋

 

 

關於OC類擴展，非常重要的知識點：

 

>> 類擴展僅能夠在原始類中聲明（.h或.m中均可，在.m中聲明的類擴展其定義的屬性和方法均是私有的）

>> 類擴展的實現僅能夠在原始類的.m中編寫

>> 類擴展中聲明的方法，必須在原類.m中進行實現，否則Xcode會編譯警告。

 

 

類擴展與分類的區別如下：

>> OC分類屬於Runtime運行時特性，是OC語言獨有的創新，其他編程語言所不具備這樣的特性！ 類擴展屬於編譯器特性，在編譯階段就會被添加合並到原類中！

 

 

OC運行時 分類/類目的實現原理

 

typedef struct objc_class *Class;  //Class其實就是一個objc_class結構體指針

 

struct objc_class { //struct objc_class結構體定義

    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;

 

對以上OC類的具體分析如下：

 

>> isa表示一個Class對象的Class ，也就是Meta Class。在面向對象設計中，一切都是對象，Class在設計中本身也是一個對象。我們會在objc-runtime-new.h文件找到證據，發現objc_class有以下定義：

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
    ......
}
由此可見，結構體objc_class也是繼承objc_object，說明Class在設計中本身也是一個對象。

 

>> super_class表示實例對象對應的父類

 

>> name表示類名

 

>> ivars表示多個成員變量，它指向objc_ivar_list結構體。在runtime.h可以看到它的定義：

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其實就是一個鏈表，存儲多個objc_ivar，而objc_ivar結構體存儲類的單個成員變量信息。

 

>> methodLists 表示方法列表，它指向objc_method_list結構體的二級指針，可以動態修改*methodLists的值來添加成員方法，也是Category實現原理，同樣也解釋Category不能添加實例變量的原因。

 

在runtime.h可以看到它的定義：

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也是一個鏈表，存儲多個objc_method，而objc_method結構體存儲類的某個方法的信息。

 

>> cache用來緩存經常訪問的方法，它指向objc_cache結構體，后面會重點講到。

 

>> protocols表示類遵循哪些協議

 

 

以下為轉載內容：

iOS分類(category),類擴展(extension)—史上最全攻略

背景：

在大型項目，企業級開發中多人同時維護同一個類，此時程序員A因為某項需求只想給當前類currentClass添加一個方法newMethod，那該怎么辦呢？
最簡單粗暴的方式是把newMethod添加到currentClass中，然后直接實現該方法就OK了。
但考慮到OC是單繼承的，子類可以擁有父類的方法和屬性。
如果把newMethod寫到currentClass中，那么currentClass的子類也會擁有newMethod。但真正的需求是只需要currentClass擁有newMethod，而currentClass的子類不會擁有。
蘋果為了解決這個問題，就引入了分類（Category）的概念。

分類（Category）：

概念

分類（Category）是OC中的特有語法，它是表示一個指向分類的結構體的指針。原則上它只能增加方法，不能增加成員（實例）變量。具體原因看源碼組成:

Category源碼：

Category Category 是表示一個指向分類的結構體的指針，其定義如下： typedef struct objc_category *Category; struct objc_category { char *category_name OBJC2_UNAVAILABLE; // 分類名 char *class_name OBJC2_UNAVAILABLE; // 分類所屬的類名 struct objc_method_list *instance_methods OBJC2_UNAVAILABLE; // 實例方法列表 struct objc_method_list *class_methods OBJC2_UNAVAILABLE; // 類方法列表 struct objc_protocol_list *protocols OBJC2_UNAVAILABLE; // 分類所實現的協議列表 } 

通過上面我們可以發現，這個結構體主要包含了分類定義的實例方法與類方法，其中instance_methods 列表是 objc_class 中方法列表的一個子集，而class_methods列表是元類方法列表的一個子集。 但這個結構體里面 根本沒有屬性列表， 根本沒有屬性列表， 根本沒有屬性列表。

那么問題來了：

為什么在分類中聲明屬性時，運行不會出錯呢？
既然分類不讓添加屬性，那為什么我寫了@property仍然還以編譯通過呢？

 

接下來我們探究下分類不能添加屬性的實質原因：

我們知道在一個類中用@property聲明屬性，編譯器會自動幫我們生成_成員變量和setter/getter，但分類的指針結構體中，根本沒有屬性列表。所以在分類中用@property聲明屬性，既無法生成_成員變量也無法生成setter/getter。
因此結論是：我們可以用@property聲明屬性，編譯和運行都會通過，只要不使用程序也不會崩潰。但如果調用了_成員變量和setter/getter方法，報錯就在所難免了。

 

報錯原因如下:
// programmer.nameWithoutSetterGetter = @"無setter/getter"; //調用setter，編譯成功，運行報錯為：（-[Programmer setNameWithSetterGetter:]: unrecognized selector sent to instance 0x7f9de358fd70'） // NSLog(@"%@",programmer.nameWithoutSetterGetter); //調用getter，編譯成功，運行報錯為-[Programmer setNameWithSetterGetter:]: unrecognized selector sent to instance 0x7fe22be11ea0' // NSLog(@"%@",_nameWithoutSetterGetter); 　　　　　　　　//這是調用_成員變量,錯誤提示為：（Use of undeclared identifier '_nameWithoutSetterGetter'） 

那接下來我們繼續思考:
既然報錯的根本原因是使用了系統沒有生成的setter/getter方法，可不可以在手動添加setter/getter來避免崩潰，完成調用呢？
其實是可以的。由於OC是動態語言，方法真正的實現是通過runtime完成的，雖然系統不給我們生成setter/getter，但我們可以通過runtime手動添加setter/getter方法。那具體怎么實現呢？

代碼實現如下:

按照這個思路，我們通過運行時手動添加這個方法。

#import <objc/runtime.h>

static NSString *nameWithSetterGetterKey = @"nameWithSetterGetterKey";   //定義一個key值
@implementation Programmer (Category)

//運行時實現setter方法
- (void)setNameWithSetterGetter:(NSString *)nameWithSetterGetter {
        objc_setAssociatedObject(self, &nameWithSetterGetterKey, nameWithSetterGetter, OBJC_ASSOCIATION_COPY);
}

//運行時實現getter方法
- (NSString *)nameWithSetterGetter {
    return objc_getAssociatedObject(self, &nameWithSetterGetterKey);
}

@end

實際使用效果

　　//通過runtime實現了setter/getter
    programmer.nameWithSetterGetter = @"Baby";    　　　　　　 //調用setter，成功
    NSLog(@"%@",programmer.nameWithSetterGetter);            //調用getter，成功
　　//NSLog(@"%@",_nameWithSetterGetter); 　　　　　　　　　　　　//這是調用_成員變量，錯誤提示為：（Use of undeclared identifier '_nameWithSetterGetter'）
   問題解決。但是注意，以上代碼僅僅是手動實現了setter/getter方法，但調用_成員變量依然報錯。

 

類擴展（Class Extension）

Extension是Category的一個特例。類擴展與分類相比只少了分類的名稱，所以稱之為“匿名分類”。
其實開發當中，我們幾乎天天在使用。對於有些人來說像是最熟悉的陌生人。

類擴展格式：

@interface XXX ()
//私有屬性
//私有方法（如果不實現，編譯時會報警,Method definition for 'XXX' not found）
@end

作用：

為一個類添加額外的原來沒有變量，方法和屬性
一般的類擴展寫到.m文件中
一般的私有屬性寫到.m文件中的類擴展中

 

類別與類擴展的區別： 

①類別中原則上只能增加方法（能添加屬性的的原因只是通過 runtime解決無 setter/getter的問題而已）；
②類擴展不僅可以增加方法，還可以增加實例變量（或者屬性），只是該實例變量默認是@private類型的（

用范圍只能在自身類，而不是子類或其他地方）；

③類擴展中聲明的方法沒被實現，編譯器會報警，但是類別中的方法沒被實現編譯器是不會有任何警告的。這是因為類擴展是在編譯階段被添加合並到原類中，而類別是在運行時添加到類中。

④類擴展不能像類別那樣擁有獨立的實現.m文件，因為類擴展所聲明的方法必須依托對應類的實現部分來實現。非要獨立創建類擴展，只會生成一個類似protocol那樣的.h文件，不會有.m文件。一般我們都是在原類的.m上聲明類擴展，新建一個控制器，Apple默認就會在.m中提供類擴展！

⑤定義在 .m 文件中的類擴展方法為私有的，定義在 .h 文件（頭文件）中的類擴展方法為公有的。類擴展是在 .m 文件中聲明私有方法的非常好的方式。

注意：
1.分類是用於給原有類添加方法的,因為分類的結構體指針中，沒有屬性列表，只有方法列表。所以< 原則上講它只能添加方法, 不能添加屬性(成員變量),實際上可以通過其它方式添加屬性> ;
2.分類中的可以寫@property, 但不會生成 setter/getter方法, 也不會生成實現以及私有的成員變量（編譯時會報警告）;
3.可以在分類中訪問原有類中.h中的屬性;
4.如果分類中有和原有類同名的方法, 會優先調用分類中的方法, 就是說會忽略原有類的方法。所以同名方法調用的優先級為  分類 > 本類 > 父類。因此在開發中盡量不要覆蓋原有類;

5.如果多個分類中都有和原有類中同名的方法, 那么調用該方法的時候執行誰由編譯器決定；編譯器會執行最后一個參與編譯的分類中的方法。