【Effective Objective-C】—— 对象、消息、运行期

本文介绍: 用OC等面向对象语言编程时，“对象”就是“基本构造单元”，开发者可以通过对象来存储并传递数据。对象之间传递数据并执行任务的过程就叫做“消息传递”。其实“对象”就可以理解为每个文件，“消息传递”就是文件之间的传递。第6条：理解“属性”这一概念“属性”是OC的一项特性，用于封装对象中的数据。OC对象通常会把其需要的数据保存为各种实例变量。实例变量通过“存取方法”来访问。其中，“获取方法”用于读取变量值，而“设置方法”用于写入变量值。1.编译器是怎么存储实例变量的：通常我们在写一个类时，其中的各种设置方法

用OC等面向对象语言编程时，“对象”就是“基本构造单元”，开发者可以通过对象来存储并传递数据。对象之间传递数据并执行任务的过程就叫做“消息传递”。其实“对象”就可以理解为每个文件，“消息传递”就是文件之间的传递。

“属性”是OC的一项特性，用于封装对象中的数据。OC对象通常会把其需要的数据保存为各种实例变量。实例变量通过“存取方法”来访问。其中，“获取方法”用于读取变量值，而“设置方法”用于写入变量值。

通常我们在写一个类时，其中的各种设置方法还需要我们自己去书写，例如：set t e r、get t e r 方法，用于基本的赋值和获取。并且因为编译器存储实例对象时将每个实例变量替换为“偏移量”来存储的，这个偏移量是“硬编码”表示该变量距离存放对象的内存区域的起始地址有多远。这样便面看上去没有什么问题，但是若你在编译期完成之后再往实例变量的最前方加一个实例变量，那么它后边的所有实例变量的位置都会向后偏移，就会导致你到时候获取到的是一个错误的数据，所以我们每次在修改类定义之后必须重新编译，否则就会出错。

如果我们遇到不兼容现象，即改变了其原有的类定义程序所引发的现象，在OC中有两种解决方法，一种是：OC把实例变量当作一种存储偏移量所用的“特殊变量”，交由“类对象”保管。因为偏移量会在运行期查找，所以累的定义若变了，其存储的偏移量也就变了，它就可以找到正确的变量位置，这就是“应用程序二进制接口”（ABI）。另一种就是：尽量不要直接访问实例变量，而应该通过存取方法来做，就是我之前说过的set t e r、get ter 方法。

set ter方法一般命名为set+实例变量的名称，用于设置实例变量的值，get ter方法一般命名为实例变量的名称，用于获取实例变量的值。有了这两种方法用户就可以通过这两种方法来实现对实例变量的赋值和获取，但是如果定义的实例变量太多了，每个实例变量都得自己完成这些方法的话未免也太麻烦了，所以这里OC就出现了“@property”关键字，用它创建的变量就是一个属性，它会自行合成一个实例变量相应的set ter、get ter方法。这时候你如果想再访问其内容的话，你可以使用“点语法”这其实和C语言中的结构体很类似。这个过程由编译器在编译器执行，所以编译器里看不到这些“合成方法”的源代码。@property就像这样使用：
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使用@property 关键字它会自动生成一个带有下划线的名字，这就是你这个实例变量的名字，当然你也可以用“@syn thesize”关键字来自己为你创建的实例变量起一个名字。就像这样：
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首先要定义抽象基类，也就是一个新的类，其中可以包括你的类型选取，使用枚举器和switch 语句来完成，并且还的定义你的类的相关方法，再创建一个新的类，继承你之前的类，并且完成之前的定义方法，使用覆盖的原理，完成这些方法。这种“工厂模式”是创建类族的办法之一。
如果你想创建的类中没有init初始化的方法，那么这就是在暗示你该类的实例也许不应该由用户直接创建。总而言之，以后创建对象一定不要被其的表象迷惑住了，你可能觉得自己创建了某个类的实例，然而实际上创建的却是其子类的实例。

系统框架中有许多类族，就用我们经常使用的NSArray和NSMutableArray来说，这样来看，它是两个抽象基类，但是他们两个拥有相同的方法，这个方法可能就是他们共同类族中的方法，而可变数组的特殊方法就是只适用于可变数组的方法，其他的共同方法可能就是类族中的方法。

在使用NSArray的alloc方法来获取实例时，该方法首先会分配一个属于某个类的实例，此实例充当一个“占位数组”，也就是说，你把这个位置是先分配给其类族的，后来其类族才将这个位置分配给你创建的具体数据类型的。所以像这些类的背后其实是一个类族，在对一些if条件进行判断的时候一定要注意，例如：
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像这样的判断条件它就是不可能成立的，因为[maybeAnArray class]所返回的类绝不可能是NSArray本身，因为由NSArray的初始化方法所返回的那个实例其实类型是隐藏在类族公共接口后边的某个内部类型。

所以，若想判断某个对象是否位于类族中，还的使用“isKindOfClass：”方法：
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平时我们在写程序的时候，肯定会出现没办法创建其实例对象的情况，当然这种情况我们也就别想着创建一个它的子类了，那这种情况应该怎么办呢，这就要用到下面的“关联对象”了。
我们可以给某对象关联许多其他对象，这些对象通过“键”来区分。存储对象值的时候，可以指明“存储策略”用以维护相应的“内存管理语义”。策略其实就和我们当时定义属性时的修饰符作用相似，下面就是其相应的关联类型：
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使用下列方法可以管理关联对象：
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我们可以把某对象想象成NSDictionary，把关联到该对象的值理解为字典中的条目，于是，存取关联对象的值就相当于在NSDictionary对象上调用[object setObject:value forKey:key]与[object objectForKey:key]方法，但是和字典不同的是，它的key是一个“不透明的指针”。如果在两个键上调用“isEqual：”方法的返回值是YES，那么NSDictionary就认为二者相等；然而在设置关联对象值时，若想令一个键匹配到同一个值，则二者必须是完全相同的指针才行。鉴于此，在设置关联对象值时，通常使用静态全局变量做键。

在对象上调用方法是OC中经常使用的功能。用OC的术语来说，这叫做“传递消息”。消息有“名称”或“选择子”，可以接受参数，而且可能还有返回值。我们之前用C语言写出来的函数就是“静态绑定”的函数，就是说，他在编译期就能决定运行时所调用的函数。但是若是我们使用一个函数指针来实现函数调用的话，这时他就成为一个“动态绑定”了，因为所调用的函数直到运行期才能确定。
在OC中，如果向某对象传递消息，那就会使用动态绑定机制来决定需要调用的方法。在底层，所有的方法都是普通的C语言函数，然而对象收到消息之后究竟该调用那个方法则完全取决于运行期决定，甚至可以在程序运行时改变，这些特性使得OC成为一门真正的动态语言。
例如：
在这里插入5466456图片描述
这里的someObject叫做“接收者”，messageName叫做“选择子”。选择子与参数合起来称为“消息”。编译器看到此消息后，会将其转换为一条标准的C语言函数调用，所调用的函数是消息传递机制中的核心函数，叫做objc_msgSend，其“原型”如下：

void objc_msgSend(id self, SEL cmd, ...);

id returnValue = objc_msgSend(someObject, @selector(messageName:), parameter);

objc_msgSend函数会依据接收者与选择子的类型来调用适当的方法，为了完成此操作，该方法需要在接收者所属类中搜寻其“方法列表”，如果能找到与选择子名称相符的方法，就跳至其实现代码。若是找不到，那就沿着继承体系继续向上查找，等找到合适的方法之后再跳转。如果最终还是找不到相符的方法，那就执行“消息转发”操作。

当对象接收到无法解读的消息后，就会启动“消息转发”机制，程序员可经由此过程告诉对象应该如何处理未知消息。像之前我们会经常遇到的： sdfsd
这种问题，他就是因为编译器无法识别函数造成的错误，这段错误是由NSObject的“doesNotRecognizeSelector：”方法抛出的。

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该方法的参数就是那个未知的选择子，其返回值为Boolean类型，表示这个类是否能新增一个实例方法用以处理此选择子。在继续往下执行转发机制之前，本类有机会新增一个处理此选择子的方法，假如尚未实现的方法不是实例方法而是类方法，那么运行期系统就会调用另一个方法，该方法与“resolveInstanceMethod:”类似，叫做“resolveClassMethod”。

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)selector;

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)invocation;

实现此方法时，若发现某调用操作不应由本类来处理，则需调用超类的同名方法。这样的话，继承体系中的每个类都有机会处理此调用请求，直至NSObject。如果最后调用NSObject类的方法，那么该方法还会继而调用“doesNotRecognizeSelector：”以抛出异常，此异常表明选择子最终未能得到处理。

id (*IMP)(id, SEL, ...);

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举例说明：
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这里是先获取到两个选择子的相应IMP，然后使用交换将其进行交换。我们也可以利用这种方式来完善系统给我们的“黑盒子”：
先将我们想增添的内容写到一个新的方法中：
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然后再实现两个IMP的交换：
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这里我们是想向之前的lowercaseString中添加一行新的输出代码，但是由于我们不知道其具体实现，所以我么利用交换IMP的方法完成，我们先将自己想添加的代码写入一个新的方法中，并在在此之前我们还调用了这个新方法自己，为什么调用自己呢？那是因为之后我们要实现IMP的交换，那么这里的自己就会代表的是先前的编译器中的lowercaseString方法，这样就完成了我们对系统给定方法的代码更改。

typedef struct objc_object {
    Class isa;
} *id;

typedef struct objc_class *Class;
struct objc_class {
    Class isa;
    Class super_class;
    const char *name;
    long version;
    long info;
    long instance_size;
    struct objc_ivar_list *ivars;
    struct objc_method_list **methodLists;
    struct objc_cache *cache;
    struct objc_protocol_list *protocols;
};

此结构体存放类的“元数据”。其中的super_class，它定义了本类的超类。类对象所属的类型（也就是isa指针所指向的类型）是另一个类，叫做“元类”（meta class）。并且每个类仅有一个“类对象”，而每个“类对象”仅有一个与之相关的“元类”。

“isMemberOfClass：”能够判断出对象是否为某个特定类的实例（只有与其出创建的类型相同时才返回YES），而“isKindOfClass：”则能够判断出对象是否为某类或其派生类的实例。

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oc 传递数据对象

第6条：理解“属性”这一概念

1.编译器是怎么存储实例变量的：

2.不兼容现象：

3.@property关键字

4.@dynamic关键字：

5.属性特质：

原子性：

读/写权限：

方法名

6.atomic与nonatomic的区别：

7.为什么几乎所有的属性都可以使用nonatomic：

8.要点：

第7条：在对象内部尽量直接访问实例变量

1.直接访问和属性访问的区别：

2.惰性初始化：

3.要点：

第8条：理解“对象等同性”这一概念

1.判断等同性的方法：

2.如何自定义一个等同性判断：

3.特定类所具有的等同性判定方法：

4.等同性判定的执行深度：

5.容器中可变类的等同性：

6.要点：

第9条：以“类族模式”隐藏实现细节

1.创建类族：

2.Cocoa里的类族：

判断某个对象是否位于类族：

向已有类新增子类：

3.要点：

第10条：在既有类中使用关联对象存放自定义数据

1.关联对象举例：

2.要点：

第11条：理解objc_msgSend的作用

1.相关函数：

2.“尾调用优化”技术：

3.要点：

第12条：理解消息转发机制

1.消息转发的阶段：

2.动态方法解析：

3.备援接收者：

4.完整的消息转发：

5.消息转发全流程：

6.要点：

第13条：用“方法调配技术”调试“黑盒方法”

1.方法调配：

2.IMP：

3.交换映射关系完成修改：

4.要点：

第14条：理解“类对象”的用意

1.id类型：

2.Class对象：

3.在类继承体系中查询类型信息：

4.要点：

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3.@property 关键字

4.@dynamic 关键字：

6.atomic与non atomic的区别：

7.为什么几乎所有的属性都可以使用 nonatomic：

第11条：理解objc _msgSend的作用

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