背景

使用NSArray時，index越界會直接導(dǎo)致整個APP崩潰卿啡，因此一直想有個辦法嘱支，在調(diào)用objectAtIndex:等方法之前做判斷，從而避免APP崩潰厕九。

辦法1

解決這個問題最笨的辦法蓖捶，當(dāng)然就是在每次調(diào)用系統(tǒng)方法之前自行判斷，但是這樣顯然太繁瑣扁远，也容易遺漏俊鱼。
大家肯定都想只寫一遍判斷的代碼刻像，然后在每次調(diào)用時都執(zhí)行。聽起來似乎可以用子類來完成并闲，但是NSArray其實是一個特殊的類细睡，繼承它會很痛苦的，不要問我怎么知道的帝火。(T^T)
還有一種辦法是利用Category纹冤。這里可以細(xì)分為兩種方式，一是直接重寫系統(tǒng)方法购公，二是自定義方法萌京。

辦法2

Category重寫系統(tǒng)方法。使用時也就只要直接調(diào)用系統(tǒng)方法宏浩，比較方便知残，但是這種做法是官方文檔中不推薦的。根據(jù)官方文檔的描述比庄，這樣盡管也能編譯運(yùn)行（告警但不報錯）求妹，但是實際執(zhí)行時可能會出現(xiàn)意想不到的問題，所以不太安全佳窑。

圖1

辦法3

Category自定義方法制恍。例如在Category中定義一個safelyGetObjectAtIndex:方法，在方法中先判斷數(shù)組對象本身是否有效神凑，再判斷index是否越界净神，只有數(shù)組有效index也沒有越界才調(diào)用系統(tǒng)的objectAtIndex:方法。這種方式比較安全溉委，實現(xiàn)起來也簡單鹃唯，但是使用時就麻煩了，必須全部調(diào)用自定義的safelyGetObjectAtIndex:方法瓣喊，也不能用array[2]這種快捷代碼了坡慌。

圖2

總之，單純利用Category沒辦法一勞永逸地解決問題藻三。

辦法4

要想真正一勞永逸地改變系統(tǒng)方法的行為洪橘，最好的方式還是Runtime。利用Runtime將系統(tǒng)方法和自定義的方法進(jìn)行交換棵帽，這樣調(diào)用系統(tǒng)方法時熄求，實際執(zhí)行的是自定義的方法。聽起來是不是感覺很完美岖寞？但是抡四，要“冒名頂替”系統(tǒng)方法柜蜈，就需要找到系統(tǒng)方法仗谆。咦指巡？系統(tǒng)方法不就是NSArray的objectAtIndex:么？圖樣圖森破隶垮！NSArray其實只是數(shù)組類簇統(tǒng)一的外殼而已藻雪，或者叫工廠類（這么描述可能不夠科學(xué)，只是我自己的理解）狸吞。有沒有被坑勉耀？所以我們需要先找到數(shù)組變量實際的類，但是官方文檔上是找不到什么介紹的蹋偏，因為這些類是私有的便斥。于是我們只能通過代碼試驗一下：先定義一個數(shù)組變量，再查看其class屬性威始。關(guān)于這個試驗的結(jié)果枢纠，網(wǎng)上很多文章都提到了“__NSArrayI” 和 “__NSArrayM”這兩個類，前者對應(yīng)NSArray的實例黎棠，后者對應(yīng)NSMutableArray的實例（猜測類名中的“I”代表“immutable”晋渺， “M”代表“mutable”）。是不是感覺有這兩個類不就完事兒了么脓斩？坑又來了木西，實際上除了這兩個，數(shù)組類簇還有很多其他成員随静，比如 “__NSArray0”八千，對應(yīng)空的不可變數(shù)組，名字里有個“0”嘛燎猛，講理叼丑；還有“__NSSingleObjectArrayI”，顧名思義扛门，是只有一個成員的不可變數(shù)組鸠信；如果定義數(shù)組變量時，只alloc而不init论寨，你還會發(fā)現(xiàn)“__NSPlaceholderArray”星立。所以在替換系統(tǒng)方法時，我們需要對“__NSArrayI” “__NSArrayM” “__NSArray0” 和 “__NSSingleObjectArrayI”都進(jìn)行替換葬凳。

圖3

圖4

這里有個細(xì)節(jié)绰垂，有些情況下并不一定是圖4的輸出。比如在真機(jī)調(diào)試時也可能是圖5這樣的輸出

圖5

這也是為什么很多文章中只提到了“__NSArrayI” 和 “__NSArrayM”火焰。確切的機(jī)制我也不知道劲装，反正我是把四個子類都替換了，因為確實出現(xiàn)過因為漏掉了“__NSArray0” 和“__NSSingleObjectArrayI”而導(dǎo)致崩潰的情況。
現(xiàn)在我們就可以來替換系統(tǒng)方法了占业。仍然利用Category绒怨，在其中重寫load方法。網(wǎng)上有的文章是直接進(jìn)行替換谦疾，有的是用dispatch_once()來確保只交換一次南蹂。我不太確定是不是一定要加dispatch_once，但是反正加上了念恍。

圖6

然后實現(xiàn)自定義方法六剥，用來和系統(tǒng)方法進(jìn)行交換。此處僅舉一例（圖7）峰伙，實際上要分別寫四個方法疗疟。雖然這四個方法內(nèi)容都差不多，但是不能合并到一起瞳氓。你問為什么不能合并秃嗜？呵呵呵，因為我們上一步做的事情是【交換】了系統(tǒng)方法和自定義方法顿膨。如果你只有一個自定義方法锅锨，那么只能換一次，你非要換兩次恋沃，就等于把已經(jīng)換出來的系統(tǒng)方法又換到別處了必搞。聽起來是不是很亂，實際情況只會更亂囊咏！還是不要問我怎么知道的(T^T)恕洲。

圖7

這里有一個有趣的地方，自定義方法中梅割，如果判斷數(shù)組有效index也沒有越界霜第，不是應(yīng)該調(diào)用系統(tǒng)的objectAtIndex:方法么，為什么是調(diào)用了自定義方法本身呢户辞，不會形成死循環(huán)么泌类？答案其實很簡單，因為等到代碼實際執(zhí)行的時候底燎，兩個方法已經(jīng)做了【交換】刃榨！

最后一個坑其實網(wǎng)上的文章大多都有提及，就是在ARC下双仍，替換了可變數(shù)組“__NSArrayM”的objectAtIndex:之后枢希，會出現(xiàn)一個BUG：替換之后，在鍵盤彈出狀態(tài)下按Home鍵退出App朱沃，再回到App時就會崩潰苞轿。開啟僵尸對象（Zombie Objects）調(diào)試茅诱，可以看到輸出“[UIKeyboardLayoutStar release]: message sent to deallocated instance”“嶙洌總之就是內(nèi)存管理出問題了瑟俭。所以我們需要將替換系統(tǒng)方法的代碼寫在一個獨(dú)立的文件里，并且對這個文件關(guān)閉ARC（在Build Phases設(shè)置-fno-objc-arc參數(shù)）秀睛。有的文章還提到尔当，在關(guān)閉ARC之后莲祸，應(yīng)該使用@autoreleasepool{}蹂安，個人對此還不是很確定。

圖8

最終代碼

同時實現(xiàn)了方法3和方法4
.h文件

@interface NSArray (XYSafety)
-(id)safelyGetObjectAtIndex:(NSUInteger)index;
@end

.m文件

#import <objc/runtime.h>
@implementation NSArray (XYSafety)

-(id)safelyGetObjectAtIndex:(NSUInteger)index
{
    if(self){
        if([self isKindOfClass:[NSArray class]]){
            if(self.count>0){
                if(index<self.count){
                    return [self objectAtIndex:index];
                }else{
                    NSLog(@"index:%lu out of bounds:%lu",index,self.count-1);
                }
            }else{
                NSLog(@"empty array");
            }
        }else{
            NSLog(@"not array class");
        }
    }else{
        NSLog(@"nil array");
    }
    
    NSLog(@"%@", [NSThread callStackSymbols]);
    return nil;
}

+(void)load{
    XYLog(@"");
    [super load];
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{  //方法交換只要一次就好
        //NSArray類簇實際上有很多子類锐帜，不同的構(gòu)造方法會生成不同子類的實例田盈，需要分別處理
        //替換objectAtIndex方法
        Method old0 = class_getInstanceMethod(objc_getClass("__NSArray0"), @selector(objectAtIndex:));
        Method new0 = class_getInstanceMethod(objc_getClass("__NSArray0"), @selector(NSArray0_safely_objectAtIndex:));
        method_exchangeImplementations(old0, new0);
        //替換objectAtIndex方法
        Method old1 = class_getInstanceMethod(objc_getClass("__NSSingleObjectArrayI"), @selector(objectAtIndex:));
        Method new1 = class_getInstanceMethod(objc_getClass("__NSSingleObjectArrayI"), @selector(NSArray1_safely_objectAtIndex:));
        method_exchangeImplementations(old1, new1);
        //替換objectAtIndex方法
        Method oldI = class_getInstanceMethod(objc_getClass("__NSArrayI"), @selector(objectAtIndex:));
        Method newI = class_getInstanceMethod(objc_getClass("__NSArrayI"), @selector(NSArray_safely_objectAtIndex:));
        method_exchangeImplementations(oldI, newI);
        //替換可變數(shù)組__NSArrayM的objectAtIndex:方法 會導(dǎo)致bug：鍵盤彈出的狀態(tài)下，按Home鍵退出缴阎，再進(jìn)入app時會崩潰允瞧。將本文件設(shè)置為非ARC（-fno-objc-arc），可以避免崩潰
        Method oldM = class_getInstanceMethod(objc_getClass("__NSArrayM"), @selector(objectAtIndex:));
        Method newM =  class_getInstanceMethod(objc_getClass("__NSArrayM"), @selector(NSMutaleArray_safely_objectAtIndex:));
        method_exchangeImplementations(oldM, newM);
    });
}
-(id)NSArray0_safely_objectAtIndex:(NSUInteger)index
{
    if(_not VALID_ARR(self)){
        NSLog(@"[NSArray0_safely_objectAtIndex] invalid array");
    }
    else{
        if(index<self.count){
            return [self NSArray0_safely_objectAtIndex:index];
        }
        else{
            NSLog(@"[NSArray0_safely_objectAtIndex] index:%lu out of bounds:%lu",index,self.count-1);
        }
    }
    NSLog(@"%@", [NSThread callStackSymbols]);
    return nil;
}
-(id)NSArray1_safely_objectAtIndex:(NSUInteger)index
{
    if(_not VALID_ARR(self)){
        NSLog(@"[NSArray1_safely_objectAtIndex] invalid array");
    }
    else{
        if(index<self.count){
            return [self NSArray1_safely_objectAtIndex:index];
        }
        else{
            NSLog(@"[NSArray1_safely_objectAtIndex] index:%lu out of bounds:%lu",index,self.count-1);
        }
    }
    NSLog(@"%@", [NSThread callStackSymbols]);
    return nil;
}
-(id)NSArray_safely_objectAtIndex:(NSUInteger)index
{
    if(_not VALID_ARR(self)){
        NSLog(@"[NSArray_safely_objectAtIndex] invalid array");
    }
    else{
        if(index<self.count){
            return [self NSArray_safely_objectAtIndex:index];
        }
        else{
            NSLog(@"[NSArray_safely_objectAtIndex] index:%lu out of bounds:%lu",index,self.count-1);
        }
    }
    NSLog(@"%@", [NSThread callStackSymbols]);
    return nil;
}
-(id)NSMutaleArray_safely_objectAtIndex:(NSUInteger)index
{
    if(_not VALID_ARR(self)){
        NSLog(@"[NSMutaleArray_safely_objectAtIndex] invalid array");
    }
    else{
        if(index<self.count){
            //@autoreleasepool {//網(wǎng)上有些文章中的代碼蛮拔，在改成非ARC之后述暂，添加了autoreleasepool，個人還不確定是不是需要
                return [self NSMutaleArray_safely_objectAtIndex:index];
            //}
        }
        else{
            NSLog(@"[NSMutaleArray_safely_objectAtIndex] index:%lu out of bounds:%lu",index,self.count-1);
        }
    }
    NSLog(@"%@", [NSThread callStackSymbols]);
    return nil;

//    //網(wǎng)上很多文章使用了try_catch的方式建炫，但是個人不太熟悉畦韭，所以沒有采用
//    @try {
//        return [self NSMutaleArray_safely_objectAtIndex:index];
//    }
//    @catch (NSException *exception) {
//        NSLog(@"NSMutaleArray_safely_objectAtIndex exception:%@",exception);
//        return nil;
//    }
//    @finally {
//    }
}

@end

參考文章：

Runtime替換系統(tǒng)方法
http://www.reibang.com/p/5492d2d3342b
http://www.reibang.com/p/b0d3a64e76a2
http://blog.csdn.net/lqq200912408/article/details/50761139
http://www.cnblogs.com/n1ckyxu/p/6047556.html
類簇相關(guān)
http://www.reibang.com/p/c60d9ffcde4b
http://www.cocoachina.com/ios/20141219/10696.html
http://www.cnblogs.com/PeterWolf/p/6183898.html
最后一個坑的BUG調(diào)試
http://blog.csdn.net/rainbowfactory/article/details/72654088