在前面一篇文章中芙代，我們介紹了Runtime中與類和對象相關(guān)的內(nèi)容吊奢，從這章開始，我們將討論類實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)相關(guān)的內(nèi)容纹烹，主要包括類中成員變量页滚，屬性，方法铺呵，協(xié)議與分類的實(shí)現(xiàn)裹驰。

本章的主要內(nèi)容將聚集在Runtime對成員變量與屬性的處理。在討論之前片挂，我們先介紹一個重要的概念：類型編碼邦马。

類型編碼(Type Encoding)

作為對Runtime的補(bǔ)充，編譯器將每個方法的返回值和參數(shù)類型編碼為一個字符串宴卖，并將其與方法的selector關(guān)聯(lián)在一起。這種編碼方案在其它情況下也是非常有用的邻悬，因此我們可以使用@encode編譯器指令來獲取它症昏。當(dāng)給定一個類型時，@encode返回這個類型的字符串編碼父丰。這些類型可以是諸如int肝谭、指針這樣的基本類型，也可以是結(jié)構(gòu)體蛾扇、類等類型攘烛。事實(shí)上，任何可以作為sizeof()操作參數(shù)的類型都可以用于@encode()镀首。

在Objective-C Runtime Programming Guide中的Type Encoding一節(jié)中坟漱，列出了Objective-C中所有的類型編碼。需要注意的是這些類型很多是與我們用于存檔和分發(fā)的編碼類型是相同的更哄。但有一些不能在存檔時使用芋齿。

注：Objective-C不支持long double類型。@encode(long double)返回d成翩，與double是一樣的觅捆。

一個數(shù)組的類型編碼位于方括號中；其中包含數(shù)組元素的個數(shù)及元素類型麻敌。如以下示例：

float a[] = {1.0, 2.0, 3.0};

NSLog(@"array encoding type: %s", @encode(typeof(a)));

輸出是：

2014-10-28 11:44:54.731 RuntimeTest[942:50791] array encoding type: [3f]

其它類型可參考[Type Encoding()栅炒，在此不細(xì)說。

另外，還有些編碼類型赢赊，@encode雖然不會直接返回它們乙漓，但它們可以作為協(xié)議中聲明的方法的類型限定符∮蛐可以參考Type Encoding簇秒。

對于屬性而言，還會有一些特殊的類型編碼秀鞭，以表明屬性是只讀趋观、拷貝、retain等等锋边，詳情可以參考Property Type String皱坛。

成員變量、屬性

Runtime中關(guān)于成員變量和屬性的相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并不多豆巨，只有三個剩辟，并且都很簡單。不過還有個非常實(shí)用但可能經(jīng)常被忽視的特性往扔，即關(guān)聯(lián)對象贩猎，我們將在這小節(jié)中詳細(xì)討論。

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型

Ivar

Ivar是表示實(shí)例變量的類型萍膛，其實(shí)際是一個指向objc_ivar結(jié)構(gòu)體的指針吭服，其定義如下：

typedef struct objc_ivar *Ivar;

struct objc_ivar {

   char *ivar_name               OBJC2_UNAVAILABLE;        // 變量名

   char *ivar_type             OBJC2_UNAVAILABLE;   // 變量類型

   int ivar_offset              OBJC2_UNAVAILABLE;  // 基地址偏移字節(jié)

#ifdef __LP64__

   int space                 OBJC2_UNAVAILABLE;

#endif

}

objc_property_t

objc_property_t是表示Objective-C聲明的屬性的類型，其實(shí)際是指向objc_property結(jié)構(gòu)體的指針蝗罗，其定義如下：

typedef struct objc_property *objc_property_t;

objc_property_attribute_t

objc_property_attribute_t定義了屬性的特性(attribute)艇棕，它是一個結(jié)構(gòu)體，定義如下：

typedef struct {

   const char *name;           // 特性名

   const char *value;          // 特性值

} objc_property_attribute_t;

關(guān)聯(lián)對象(Associated Object)

關(guān)聯(lián)對象是Runtime中一個非常實(shí)用的特性串塑，不過可能很容易被忽視沼琉。

關(guān)聯(lián)對象類似于成員變量，不過是在運(yùn)行時添加的桩匪。我們通常會把成員變量(Ivar)放在類聲明的頭文件中打瘪，或者放在類實(shí)現(xiàn)的@implementation后面。但這有一個缺點(diǎn)吸祟，我們不能在分類中添加成員變量瑟慈。如果我們嘗試在分類中添加新的成員變量，編譯器會報(bào)錯屋匕。

我們可能希望通過使用(甚至是濫用)全局變量來解決這個問題葛碧。但這些都不是Ivar，因?yàn)樗麄儾粫B接到一個單獨(dú)的實(shí)例过吻。因此进泼，這種方法很少使用蔗衡。

Objective-C針對這一問題，提供了一個解決方案：即關(guān)聯(lián)對象(Associated Object)乳绕。

我們可以把關(guān)聯(lián)對象想象成一個Objective-C對象(如字典)绞惦，這個對象通過給定的key連接到類的一個實(shí)例上。不過由于使用的是C接口洋措，所以key是一個void指針(const void *)济蝉。我們還需要指定一個內(nèi)存管理策略，以告訴Runtime如何管理這個對象的內(nèi)存菠发。這個內(nèi)存管理的策略可以由以下值指定：

OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN

OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC

OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC

OBJC_ASSOCIATION_RETAIN

OBJC_ASSOCIATION_COPY

當(dāng)宿主對象被釋放時王滤，會根據(jù)指定的內(nèi)存管理策略來處理關(guān)聯(lián)對象。如果指定的策略是assign滓鸠，則宿主釋放時雁乡，關(guān)聯(lián)對象不會被釋放；而如果指定的是retain或者是copy糜俗，則宿主釋放時踱稍，關(guān)聯(lián)對象會被釋放。我們甚至可以選擇是否是自動retain/copy悠抹。當(dāng)我們需要在多個線程中處理訪問關(guān)聯(lián)對象的多線程代碼時珠月，這就非常有用了。

我們將一個對象連接到其它對象所需要做的就是下面兩行代碼：

static char myKey;

objc_setAssociatedObject(self, &myKey, anObject, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN);

在這種情況下楔敌，self對象將獲取一個新的關(guān)聯(lián)的對象anObject桥温，且內(nèi)存管理策略是自動retain關(guān)聯(lián)對象，當(dāng)self對象釋放時梁丘，會自動release關(guān)聯(lián)對象。另外旺韭，如果我們使用同一個key來關(guān)聯(lián)另外一個對象時氛谜，也會自動釋放之前關(guān)聯(lián)的對象，這種情況下区端，先前的關(guān)聯(lián)對象會被妥善地處理掉值漫，并且新的對象會使用它的內(nèi)存。

id anObject = objc_getAssociatedObject(self, &myKey);

我們可以使用objc_removeAssociatedObjects函數(shù)來移除一個關(guān)聯(lián)對象织盼，或者使用objc_setAssociatedObject函數(shù)將key指定的關(guān)聯(lián)對象設(shè)置為nil杨何。

我們下面來用實(shí)例演示一下關(guān)聯(lián)對象的使用方法。

假定我們想要動態(tài)地將一個Tap手勢操作連接到任何UIView中沥邻，并且根據(jù)需要指定點(diǎn)擊后的實(shí)際操作危虱。這時候我們就可以將一個手勢對象及操作的block對象關(guān)聯(lián)到我們的UIView對象中。這項(xiàng)任務(wù)分兩部分唐全。首先埃跷，如果需要蕊玷，我們要創(chuàng)建一個手勢識別對象并將它及block做為關(guān)聯(lián)對象。如下代碼所示：

- (void)setTapActionWithBlock:(void (^)(void))block
{
    UITapGestureRecognizer *gesture = objc_getAssociatedObject(self, &kDTActionHandlerTapGestureKey);

    if (!gesture)
    {
        gesture = [[UITapGestureRecognizer alloc] initWithTarget:self action:@selector(__handleActionForTapGesture:)];
        [self addGestureRecognizer:gesture];
        objc_setAssociatedObject(self, &kDTActionHandlerTapGestureKey, gesture, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN);
    }
    objc_setAssociatedObject(self, &kDTActionHandlerTapBlockKey, block, OBJC_ASSOCIATION_COPY);
}

這段代碼檢測了手勢識別的關(guān)聯(lián)對象弥雹。如果沒有垃帅，則創(chuàng)建并建立關(guān)聯(lián)關(guān)系。同時剪勿，將傳入的塊對象連接到指定的key上贸诚。注意`block`對象的關(guān)聯(lián)內(nèi)存管理策略。
手勢識別對象需要一個`target`和`action`厕吉，所以接下來我們定義處理方法：

objc

- (void)__handleActionForTapGesture:(UITapGestureRecognizer *)gesture
{
    if (gesture.state == UIGestureRecognizerStateRecognized)
    {
        void(^action)(void) = objc_getAssociatedObject(self, &kDTActionHandlerTapBlockKey);
        if (action)
        {
            action();
        }
    }
}

我們需要檢測手勢識別對象的狀態(tài)酱固，因?yàn)槲覀冎恍枰邳c(diǎn)擊手勢被識別出來時才執(zhí)行操作。

從上面的例子我們可以看到赴涵，關(guān)聯(lián)對象使用起來并不復(fù)雜媒怯。它讓我們可以動態(tài)地增強(qiáng)類現(xiàn)有的功能。我們可以在實(shí)際編碼中靈活地運(yùn)用這一特性髓窜。

成員變量扇苞、屬性的操作方法

成員變量

成員變量操作包含以下函數(shù)：

ivar_getOffset函數(shù)，對于類型id或其它對象類型的實(shí)例變量寄纵，可以調(diào)用object_getIvar和object_setIvar來直接訪問成員變量鳖敷，而不使用偏移量。

關(guān)聯(lián)對象

關(guān)聯(lián)對象操作函數(shù)包括以下：

// 設(shè)置關(guān)聯(lián)對象
void objc_setAssociatedObject ( id object, const void *key, id value, objc_AssociationPolicy policy );
// 獲取關(guān)聯(lián)對象
id objc_getAssociatedObject ( id object, const void *key );
// 移除關(guān)聯(lián)對象
void objc_removeAssociatedObjects ( id object );

關(guān)聯(lián)對象及相關(guān)實(shí)例已經(jīng)在前面討論過了程拭，在此不再重復(fù)定踱。

屬性

屬性操作相關(guān)函數(shù)包括以下：

// 獲取屬性名
const char * property_getName ( objc_property_t property );
// 獲取屬性特性描述字符串
const char * property_getAttributes ( objc_property_t property );
// 獲取屬性中指定的特性
char * property_copyAttributeValue ( objc_property_t property, const char *attributeName );
// 獲取屬性的特性列表
objc_property_attribute_t * property_copyAttributeList ( objc_property_t property, unsigned int *outCount );

• property_copyAttributeValue函數(shù)，返回的char *在使用完后需要調(diào)用free()釋放恃鞋。
• property_copyAttributeList函數(shù)崖媚，返回值在使用完后需要調(diào)用free()釋放。

實(shí)例

假定這樣一個場景恤浪，我們從服務(wù)端兩個不同的接口獲取相同的字典數(shù)據(jù)畅哑，但這兩個接口是由兩個人寫的，相同的信息使用了不同的字段表示水由。我們在接收到數(shù)據(jù)時荠呐，可將這些數(shù)據(jù)保存在相同的對象中。對象類如下定義：

@interface MyObject: NSObject
@property (nonatomic, copy) NSString    *   name;                  
@property (nonatomic, copy) NSString    *   status;                 
@end

接口A砂客、B返回的字典數(shù)據(jù)如下所示：

@{@"name1": "張三", @"status1": @"start"}
@{@"name2": "張三", @"status2": @"end"}

通常的方法是寫兩個方法分別做轉(zhuǎn)換泥张，不過如果能靈活地運(yùn)用Runtime的話，可以只實(shí)現(xiàn)一個轉(zhuǎn)換方法鞠值，為此媚创，我們需要先定義一個映射字典(全局變量)

static NSMutableDictionary *map = nil;
@implementation MyObject    
+ (void)load
{
    map = [NSMutableDictionary dictionary];
    map[@"name1"]                = @"name";
    map[@"status1"]              = @"status";
    map[@"name2"]                = @"name";
    map[@"status2"]              = @"status";
}
@end

上面的代碼將兩個字典中不同的字段映射到MyObject中相同的屬性上，這樣彤恶，轉(zhuǎn)換方法可如下處理：

- (void)setDataWithDic:(NSDictionary *)dic
{
    [dic enumerateKeysAndObjectsUsingBlock:^(NSString *key, id obj, BOOL *stop) {
        NSString *propertyKey = [self propertyForKey:key];
        if (propertyKey)
        {
            objc_property_t property = class_getProperty([self class], [propertyKey UTF8String]);
            // TODO: 針對特殊數(shù)據(jù)類型做處理
            NSString *attributeString = [NSString stringWithCString:property_getAttributes(property) encoding:NSUTF8StringEncoding];
            ...
            [self setValue:obj forKey:propertyKey];
        }
    }];
}

當(dāng)然筝野，一個屬性能否通過上面這種方式來處理的前提是其支持KVC晌姚。

小結(jié)

本章中我們討論了Runtime中與成員變量和屬性相關(guān)的內(nèi)容。成員變量與屬性是類的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)歇竟，合理地使用Runtime中的相關(guān)操作能讓我們更加靈活地來處理與類數(shù)據(jù)相關(guān)的工作挥唠。

參考

Objective-C Runtime Programming Guide

Associated Objects