iOS Extension Category Protrol 理解

释放双眼,带上耳机,听听看~!
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。
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。
分类格式:

 

@interface 待扩展的类(分类的名称)
@end

@implementation 待扩展的名称(分类的名称)
@end

实际代码如下:

 

//  Programmer+Category.h文件中
@interface Programmer (Category)

@property(nonatomic,copy) NSString *nameWithSetterGetter;           //设置setter/getter方法的属性

@property(nonatomic,copy) NSString *nameWithoutSetterGetter;        //不设置setter/getter方法的属性(注意是可以写在这,而且编译只会报警告,运行不报错)

- (void) programCategoryMethod;                                     //分类方法

@end

//  Programmer+Category.m文件中

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和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_成员变量和setter/getter方法,报错就在所难免了。
报错原因如下

 

//普通声明,无setter/getter

//    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 = @"有setter/getter";    //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到类中,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部分(@implementation部分),也就是说,类扩展所声明的方法必须依托对应类的实现部分来实现。
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。

作者:CoderDancer

参考1
参考2
参考3
Demo地址1
Demo地址2





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