10. 在既有類(lèi)中使用關(guān)聯(lián)對(duì)象存放自定義數(shù)據(jù)

注意關(guān)鍵詞“關(guān)聯(lián)對(duì)象”钞啸，就是把兩個(gè)對(duì)象關(guān)聯(lián)起來(lái)遥巴，例如把對(duì)象B關(guān)聯(lián)到對(duì)象A上面伍玖，這樣只要我們知道對(duì)象A婿失，就能通過(guò)關(guān)聯(lián)方法拿到對(duì)象B钞艇，這是一個(gè)很有用的特性，可以幫助我們攜帶一些數(shù)據(jù)豪硅，以及一些信息哩照。如果通俗一點(diǎn)理解的話可以把對(duì)象A理解成一個(gè)字典，對(duì)象B是存放在對(duì)象A中的一個(gè)對(duì)象懒浮，通過(guò)對(duì)應(yīng)的key值就能拿到對(duì)應(yīng)的對(duì)象B飘弧。
下面是關(guān)聯(lián)對(duì)象對(duì)應(yīng)的三個(gè)方法（只有三個(gè)方法）：
1.通過(guò)給定的鍵值和關(guān)聯(lián)策略對(duì)某對(duì)象設(shè)置關(guān)聯(lián)對(duì)象

void objc_setAssociatedObject(id object, const void *key, id value, objc_AssociationPolicy policy)

第一個(gè)參數(shù)，被關(guān)聯(lián)對(duì)象砚著，對(duì)應(yīng)上面的對(duì)象A次伶。
第二個(gè)參數(shù)，鍵值稽穆，通過(guò)參數(shù)形式我們知道冠王，這是一個(gè)指針，一般我們?cè)诙x這個(gè)指針的時(shí)候使用靜態(tài)全局變量舌镶，因?yàn)檫@是一個(gè)“不透明指針”(自行查找什么是“不透明指針”)柱彻。
第三個(gè)參數(shù)，關(guān)聯(lián)的對(duì)象餐胀，對(duì)應(yīng)上面的對(duì)象B哟楷。
第四個(gè)參數(shù)，關(guān)聯(lián)策略骂澄，是一個(gè)枚舉值吓蘑，對(duì)應(yīng)定義屬性時(shí)候添加的屬性特性，用于維護(hù)內(nèi)存管理坟冲，下表列出對(duì)應(yīng)關(guān)系：

2.通過(guò)給定的鍵值取出相應(yīng)的關(guān)聯(lián)對(duì)象

id objc_getAssociatedObject(id object, const void *key)

第一個(gè)參數(shù)，被關(guān)聯(lián)的對(duì)象溃蔫，對(duì)應(yīng)對(duì)象A健提。
第二個(gè)參數(shù)，鍵值伟叛。
返回值私痹，關(guān)聯(lián)對(duì)象，對(duì)應(yīng)對(duì)象B。
3.移除被關(guān)聯(lián)對(duì)象的所有關(guān)聯(lián)對(duì)象

void objc_removeAssociatedObjects(id object)

參數(shù)紊遵，被關(guān)聯(lián)對(duì)象账千，對(duì)應(yīng)對(duì)象B。
上面就是關(guān)聯(lián)對(duì)象的所有方法暗膜，但是在用的時(shí)候需要注意匀奏，關(guān)聯(lián)對(duì)象應(yīng)該被我們列在最后的選擇方案，因?yàn)殛P(guān)聯(lián)對(duì)象之間的關(guān)系沒(méi)有正式的定義学搜，其內(nèi)存管理是在設(shè)置關(guān)聯(lián)的時(shí)候才定義的娃善，而不是在接口中預(yù)先設(shè)定好的，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些不易查找的錯(cuò)誤瑞佩。
PS：偶爾在代碼中寫(xiě)點(diǎn)這樣的代碼聚磺，會(huì)增加代碼的“氣質(zhì)”，你懂的炬丸。

11. 理解objc_msgSend作用

這一小節(jié)的內(nèi)容和我們寫(xiě)代碼沒(méi)有什么關(guān)系瘫寝，但是我們可以了解一下OC中方法的調(diào)用過(guò)程，對(duì)我們的程序調(diào)試很是很有用的稠炬。
首先說(shuō)一下C語(yǔ)言的函數(shù)調(diào)用方式焕阿，用以和OC做比較，C語(yǔ)言使用“靜態(tài)綁定”酸纲，也就是說(shuō)捣鲸，在編譯期就能決定運(yùn)行時(shí)應(yīng)該調(diào)用的函數(shù)，而大家都知道闽坡，OC是一門(mén)動(dòng)態(tài)語(yǔ)言栽惶，與之差別的就是OC中有時(shí)候是使用“動(dòng)態(tài)綁定”，就是在運(yùn)行期調(diào)用對(duì)應(yīng)的函數(shù)疾嗅，甚至可以在程序運(yùn)行時(shí)改變外厂。
寫(xiě)一個(gè)簡(jiǎn)單的方法調(diào)用的例子，解釋一下方法的構(gòu)成：

id returnValue = [someObject messageName:parameter];

在這句調(diào)用語(yǔ)句中代承，someObject就是類(lèi)或類(lèi)的實(shí)例汁蝶，messageName就是方法名，parameter就是參數(shù)论悴，編譯器會(huì)把這條語(yǔ)句編譯成一條標(biāo)準(zhǔn)的C語(yǔ)句掖棉，編譯后的語(yǔ)句如下：

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

objc_msgSend是一個(gè)可變參數(shù)的函數(shù)，對(duì)應(yīng)OC中方法參數(shù)的增加膀估，參數(shù)也會(huì)增加幔亥，相信大家都知道這個(gè)方法中參數(shù)的意思。
objc_msgSend函數(shù)會(huì)根據(jù)參數(shù)察纯，找到對(duì)應(yīng)類(lèi)的對(duì)應(yīng)“方法列表”帕棉，然后找到對(duì)應(yīng)實(shí)現(xiàn)代碼针肥，若找不到會(huì)沿著繼承關(guān)系向上查找，如果還沒(méi)找到香伴，觸發(fā)“消息轉(zhuǎn)發(fā)”機(jī)制（后面會(huì)介紹這個(gè)機(jī)制）慰枕。
這樣下來(lái)調(diào)用一個(gè)方法大家可能感覺(jué)步驟太多，其實(shí)不會(huì)即纲，objc_msgSend會(huì)將匹配結(jié)果放到一張“快速映射表”里具帮，每個(gè)類(lèi)都有一個(gè)這樣的表，加快調(diào)用速度崇裁。另外還有一些特殊情況匕坯，OC運(yùn)行環(huán)境中還有另外一些相關(guān)的處理函數(shù)，例如objc_msgSend_stret拔稳、objc_msgSend_fpret葛峻、objc_msgSendSuper就不在一一介紹。
另外提一個(gè)點(diǎn)巴比，OC對(duì)象的每一個(gè)方法當(dāng)編譯成C語(yǔ)言的時(shí)候可以看成是下面這種的形式的

<returnType> Class_selector(id self, SEL _cmd, ...)

其中的方法名是隨意起的术奖，大家發(fā)現(xiàn)這個(gè)函數(shù)和objc_msgSend的形式很想，這是為了利用“尾調(diào)用優(yōu)化”轻绞，是調(diào)用函數(shù)更簡(jiǎn)單采记、高效。

12. 理解消息轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制

這小節(jié)介紹一下上面提到的消息轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制政勃，大家都知道唧龄，觸發(fā)了消息轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，是因?yàn)槲覀儧](méi)有找到對(duì)應(yīng)的方法奸远，下面看消息轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制怎么處理這個(gè)問(wèn)題既棺。
介紹一下消息轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，大致分為三個(gè)階段：
1.第一階段懒叛，動(dòng)態(tài)方法解析
對(duì)象在無(wú)法解讀方法的時(shí)候丸冕，首先會(huì)調(diào)用所屬類(lèi)下面這個(gè)方法

+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel

sel就是方法名，返回值為Boolean類(lèi)型薛窥，表示這個(gè)類(lèi)是否能新增實(shí)例方法處理這個(gè)方法（如果是類(lèi)方法會(huì)調(diào)用+ (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel方法）胖烛，我們需要自定義一些處理方法，用于動(dòng)態(tài)添加到類(lèi)中诅迷，用以解決問(wèn)題（可以看后面的例子）佩番，如果這一步不能解決問(wèn)題，轉(zhuǎn)到第二階段罢杉。
2.第二階段答捕，備援接收者
來(lái)到這一步，我們就要改變解決問(wèn)題的思路屑那，既然這個(gè)類(lèi)不能處理這個(gè)方法拱镐，我們可不可以找別的類(lèi)處理，這時(shí)候?qū)?yīng)的處理方法：

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector

aSelector是方法名持际，如果當(dāng)前類(lèi)能夠找到一個(gè)類(lèi)幫忙處理這個(gè)方法沃琅，就返回這個(gè)類(lèi)，若找不到就放回nil（通過(guò)這個(gè)方法我們可以實(shí)現(xiàn)類(lèi)似“多繼承”）蜘欲。
3.第三階段益眉，完整的消息轉(zhuǎn)發(fā)
如果已經(jīng)來(lái)到了這一步，我們就要做一個(gè)完整的消息轉(zhuǎn)發(fā)姥份。首先創(chuàng)建一個(gè)NSInvocation對(duì)象郭脂，把未處理方法的所有信息封裝在里面，此對(duì)象包含方法名澈歉、目標(biāo)展鸡、參數(shù)，這一步要調(diào)用下面的方法：

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation

這一步處理的方法很簡(jiǎn)單埃难，就是在新的類(lèi)上調(diào)用方法莹弊，如果這樣做的話就和第二階段沒(méi)有什么差別了。通常在這一步的時(shí)候會(huì)做一些改進(jìn)涡尘，會(huì)選擇某種方式改變消息內(nèi)容忍弛，例如追加參數(shù)，改變方法名等考抄。
對(duì)于消息的處理细疚，越早越好。
下面粘貼一個(gè)利用動(dòng)態(tài)解析方法實(shí)現(xiàn)@dynamic屬性的例子：
這個(gè)例子實(shí)現(xiàn)一個(gè)類(lèi)川梅，類(lèi)似字典的功能疯兼，只不過(guò)寫(xiě)入和讀取信息的時(shí)候用屬性，而不是像字典一樣用關(guān)鍵字挑势。
.h文件中：

#import <Foundation/Foundation.h>
@interface EOCAutoDictionary : NSObject
@property (nonatomic, strong) NSString *string;
@property (nonatomic, strong) NSNumber *number;
@property (nonatomic, strong) NSData *date;
@property (nonatomic, strong) id opaqueObject;
@end

.m文件中：

#import "EOCAutoDictionary.h"
#import <objc/runtime.h> // 主要頭文件的引用
@interface EOCAutoDictionary ()
@property (nonatomic, strong) NSMutableDictionary *backingStore;
@end
@implementation EOCAutoDictionary
@dynamic string, number, date, opaqueObject;
- (id)init{
    if ((self = [super init])) {
        _backingStore = [NSMutableDictionary new];
    }
    return self;
}
+(BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel{
    NSString *selectorString = NSStringFromSelector(sel);
    // 通過(guò)是否以“set”開(kāi)頭判斷方法名
    if ([selectorString hasPrefix:@"set"]) {
        /**
         * 向類(lèi)中添加一個(gè)方法
         * 參數(shù)一 指定類(lèi)名.
         * 參數(shù)二 新添加的方法的方法名.
         * 參數(shù)三 函數(shù)指針镇防，指向待添加方法.
         * 參數(shù)四 待添加方法的類(lèi)型編碼.
         */
        class_addMethod(self, sel, (IMP)autoDictionarySetter, "v@:@");
    } else {
        class_addMethod(self, sel, (IMP)autoDictionaryGetter, "@@:");
    }
    return YES;
}

id autoDictionaryGetter(id self, SEL _cmd){
    // 拿到存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的字典
    EOCAutoDictionary *typedSelf = (EOCAutoDictionary *)self;
    NSMutableDictionary *backingStore = typedSelf.backingStore;
    // 拿到方法名
    NSString *key = NSStringFromSelector(_cmd);
    // 返回對(duì)應(yīng)的值
    return [backingStore objectForKey:key];
}
void autoDictionarySetter(id self, SEL _cmd, id value){
    // 拿到存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的字典
    EOCAutoDictionary *typedSelf = (EOCAutoDictionary *)self;
    NSMutableDictionary *backingStore = typedSelf.backingStore;
    // 拿到方法名并對(duì)其進(jìn)行處理
    NSString *selectorString = NSStringFromSelector(_cmd);
    NSMutableString *key = [selectorString mutableCopy];
    // 移除方法名中的“:”
    [key deleteCharactersInRange:NSMakeRange(key.length-1, 1)];
    // 移除方法名中的“set”
    [key deleteCharactersInRange:NSMakeRange(0, 3)];
    // 將方法名第一個(gè)字符轉(zhuǎn)為小寫(xiě)
    NSString *lowercaseFirstChar = [[key substringToIndex:1] lowercaseString];
    [key replaceCharactersInRange:NSMakeRange(0, 1) withString:lowercaseFirstChar];
    // 如果有值，寫(xiě)入字典中
    if (value) {
        [backingStore setObject:value forKey:key];
    } else {
        [backingStore removeObjectForKey:key];
    }   
}
@end

EOCAutoDictionary的用法也很簡(jiǎn)單潮饱，只要直接通過(guò)對(duì)應(yīng)的屬性名来氧，就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。

13. 用“方法調(diào)配技術(shù)”調(diào)試“黑盒方法”

方法調(diào)配技術(shù)香拉，簡(jiǎn)言之就是啦扬，將方法名和方法實(shí)現(xiàn)分割開(kāi)來(lái)，任意組合凫碌。這樣一來(lái)我們可以任意改變一個(gè)方法的實(shí)現(xiàn)扑毡，另外還可以通過(guò)這種辦法給原有方法添加功能，對(duì)不知道內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的方法添加提示語(yǔ)句（黑盒調(diào)試）等等盛险。
之所以能這么做瞄摊，主要是因?yàn)榉椒ň灾羔樀男问絹?lái)表示勋又，這種指針叫IMP，我們?cè)谡{(diào)用方法的時(shí)候换帜，只要將指針指向改變楔壤，就能實(shí)現(xiàn)我們想要的效果，運(yùn)用起來(lái)也很簡(jiǎn)單惯驼，通過(guò)下面的例子大家就會(huì)運(yùn)用(注意運(yùn)行時(shí)頭文件的引用)：

Method originalMethod = class_getInstanceMethod([NSString class], @selector(lowercaseString));
Method swappedMethod = class_getInstanceMethod([NSString class], @selector(uppercaseString))
method_exchangeImplementations(originalMethod, swappedMethod);

通過(guò)上面的例子蹲嚣，我們就把NSString的lowercaseString方法和uppercaseString方法調(diào)換了羽氮，是不是很簡(jiǎn)單净嘀。
其實(shí)這樣做并沒(méi)有什么意義，因?yàn)榫唧w的方法實(shí)現(xiàn)已經(jīng)都存在了诺凡，我們沒(méi)必要改變一個(gè)方法實(shí)現(xiàn)说贝，但是我們通過(guò)這種方法給已知的方法添加功能议惰，例如下面的例子：
.h文件：

@interface NSString (EOCMyAdditions)
- (NSString *)eoc_myLowercaseString; // 在分類(lèi)中給NSString添加功能
@end

.m文件：

@implementation NSString (EOCMyAdditions)
- (NSString *)eoc_myLowercaseString{
    NSString *lowercase = [self eoc_myLowercaseString];
    NSLog(@"%@ => %@", self, lowercase);
    return lowercase;
}
@end

然后我們使用方法調(diào)配技術(shù)，將上面的方法和lowercaseString方法進(jìn)行調(diào)換：

Method originalMethod = class_getInstanceMethod([NSString class], @selector(lowercaseString));
Method swappedMethod = class_getInstanceMethod([NSString class], @selector(eoc_myLowercaseString));
method_exchangeImplementations(originalMethod, swappedMethod);

這樣執(zhí)行完后狂丝，當(dāng)我們?cè)僬{(diào)用lowercaseString方法的時(shí)候會(huì)有下面的結(jié)果：

NSString *string = @"This is tHe StRing";
NSString *lowercaseString = [string lowercaseString];
// Output:This is tHe StRing => this is the string

通過(guò)這個(gè)方法我們發(fā)現(xiàn)换淆，我們可以為那些不知道內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的黑盒方法添加日志記錄功能。
一般來(lái)說(shuō)几颜，我們很少用“方法調(diào)配”倍试，只有在調(diào)試程序的時(shí)候才需要在運(yùn)行期修改方法實(shí)現(xiàn)。

14. 理解“類(lèi)對(duì)象”的用意

首先我們要知道蛋哭，OC的實(shí)例對(duì)象是指向某塊內(nèi)存數(shù)據(jù)的指針县习，所以在聲明變量時(shí)，要用*號(hào)谆趾。同時(shí)我們知道OC中有一種通用對(duì)象類(lèi)型“id”（id本身已是一個(gè)指針）躁愿，所以我們?cè)谟谩癷d”聲明變量的時(shí)候可能和平常有點(diǎn)不同：

NSString *aString = @"some string";
id aString = @"some string";

上面兩種定義方式相比，語(yǔ)法意義相同沪蓬，區(qū)別在于彤钟，指定具體類(lèi)型后，當(dāng)實(shí)例調(diào)用方法的時(shí)候跷叉，編輯器會(huì)給我們提示逸雹。
下面看一下“id”類(lèi)型的定義：

typedef struct objc_object *id;

id其實(shí)是objc_object類(lèi)型的結(jié)構(gòu)體，而objc_object定義如下：

struct objc_object {
    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
};

結(jié)構(gòu)體中是一個(gè)Class類(lèi)型的變量云挟，該變量定義對(duì)象所屬的類(lèi)梆砸。下面我們看一下Class類(lèi)型是個(gè)什么東西：

typedef struct objc_class *Class;
struct objc_class {
    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;

我們看到，這個(gè)結(jié)構(gòu)體存放類(lèi)的各種信息（元數(shù)據(jù)）,例如類(lèi)有多少個(gè)實(shí)力變量园欣，類(lèi)名等等信息帖世。
通過(guò)上面的關(guān)系，我們知道在objc的runtime中沸枯，類(lèi)是用objc_class結(jié)構(gòu)體表示的日矫，對(duì)象是用objc_object結(jié)構(gòu)體表示的赂弓， 對(duì)象的isa用來(lái)標(biāo)示這個(gè)對(duì)象是哪個(gè)類(lèi)的實(shí)例。
這些源碼是屬于objc runtime的搬男，objc runtime的源代碼蘋(píng)果已經(jīng)開(kāi)源了拣展，你可以在這里下載到objc的runtime源代碼。
其實(shí)到這里大家可能會(huì)有一個(gè)疑問(wèn)缔逛，為什么objc_class結(jié)構(gòu)體里面也有一個(gè)isa，那么這個(gè)isa指向誰(shuí)呢姓惑？我們往下看褐奴，[NSObject class]，這里我們調(diào)用了+ (Class)class這個(gè)類(lèi)方法于毙，我們?cè)匍_(kāi)發(fā)中經(jīng)常用到這個(gè)方法敦冬，它返回的是這個(gè)類(lèi)所屬的Class類(lèi)型。+ (Class)class類(lèi)方法的實(shí)現(xiàn)源碼是這樣的：

+ (Class)class { 
    return self; 
} 

為什么會(huì)返回self唯沮，self總是指的自身脖旱，而在這里沒(méi)有實(shí)例啊介蛉！這時(shí)候看開(kāi)發(fā)文檔我們會(huì)發(fā)現(xiàn)萌庆，實(shí)際上函數(shù)的返回值是一個(gè)類(lèi)對(duì)象class object，所以其本質(zhì)上還是一個(gè)對(duì)象而已币旧。既然是一個(gè)對(duì)象践险，它擁有一個(gè)self指針也就不奇怪了，所以對(duì)于像NSObject這樣的類(lèi)來(lái)說(shuō)吹菱，它其實(shí)代表的是一個(gè)類(lèi)對(duì)象巍虫，本質(zhì)上還是一個(gè)普通的實(shí)例對(duì)象，那么又會(huì)問(wèn)了鳍刷，這個(gè)類(lèi)對(duì)象是誰(shuí)的實(shí)例呢占遥？很遺憾，要找到這個(gè)問(wèn)題的答案输瓜，我們?cè)?objc runtime 這一層上已經(jīng)沒(méi)辦法辦到了瓦胎，我們需要到更低層，也就是 objc 語(yǔ)言層去尋找答案了前痘，但是 objc 語(yǔ)言層是不開(kāi)源的凛捏，如果想繼續(xù)學(xué)習(xí)，大家可以在網(wǎng)上找模仿OC低層的代碼芹缔。
以上了解一下就好坯癣，我們只要知道類(lèi)的繼承體系就行了，下面用一個(gè)例子：有一個(gè)類(lèi)（暫且叫SomeClass）繼承于NSObject,那么這些類(lèi)和元類(lèi)的繼承關(guān)系是最欠，SomeClass實(shí)例有一個(gè)isa指針指向SomeClass類(lèi)示罗，SomeClass類(lèi)有一個(gè)isa指針指向SomeClass元類(lèi)惩猫，NSObject類(lèi)也有一個(gè)isa指針指向NSObject元類(lèi)，SomeClass的父類(lèi)是NSObject蚜点，SomeClass元類(lèi)的父類(lèi)是NSObject元類(lèi)轧房，通過(guò)這種關(guān)系，我們?cè)陬?lèi)繼承體系中查詢(xún)類(lèi)型信息绍绘，用isMenberOfClass:判斷對(duì)象是否是某個(gè)特定類(lèi)的實(shí)例奶镶，用isKindOfClass:判斷對(duì)象是否為某類(lèi)或其派生類(lèi)的實(shí)例。因?yàn)镺C是動(dòng)態(tài)型語(yǔ)言的特性陪拘，上面兩個(gè)方法非常有用厂镇。
有時(shí)我們可以用比較類(lèi)對(duì)象是否等同的辦法來(lái)進(jìn)行比較，這時(shí)要用==操作符左刽，而不是用isEqual方法捺信，因?yàn)轭?lèi)對(duì)象是單利，在應(yīng)用程序中欠痴，每個(gè)類(lèi)的類(lèi)對(duì)象只有一個(gè)實(shí)例迄靠，也就是說(shuō)另外一種判斷對(duì)象是否為某類(lèi)實(shí)例的辦法是：

id object = /*...*/
if ([object class] == [SomeClass class]){
}

這一部分基本都是關(guān)于OC運(yùn)行時(shí)的知識(shí)，可能我們平時(shí)寫(xiě)代碼的時(shí)候涉及很少喇辽，但是了解這些掌挚，對(duì)于我們的開(kāi)發(fā)是很有幫助的，OC運(yùn)行時(shí)是一個(gè)很強(qiáng)大的東西茵臭，有興趣的同學(xué)可以好好研究一下疫诽。