Objective-C對(duì)象之類對(duì)象和元類對(duì)象（一）

作者：wangzz
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作為C語(yǔ)言的超集场仲，面向?qū)ο蟪蔀镺bjective-C與C語(yǔ)言的最大區(qū)別灸眼，因此评腺，對(duì)象是Objective-C中最重要的部分之一杈女。目前面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言有很多夏漱，Objective-C中的對(duì)象又和其他語(yǔ)言中的對(duì)象有什么區(qū)別呢豪诲？下面來(lái)簡(jiǎn)單介紹Objective-C中對(duì)象的實(shí)現(xiàn)。1挂绰、Objective-C中的類誰(shuí)都知道屎篱，所有的對(duì)象都是由其對(duì)應(yīng)的類實(shí)例化而來(lái)，殊不知類本身也是一種對(duì)象葵蒂，先不要對(duì)這句話感到驚訝交播。首先我們來(lái)關(guān)注objective-c中的類。在Objective-C中刹勃，我們用到的幾乎所有類都是NSObject類的子類堪侯，NSObject類定義格式如下（忽略其方法聲明）：@interface NSObject <NSObject> {Class isa;}這個(gè)Class為何物嚎尤？在objc.h中我們發(fā)現(xiàn)其僅僅是一個(gè)結(jié)構(gòu)(struct)指針的typedef定義:typedef struct objc_class *Class;同樣的荔仁，objc_class又是什么呢？在Objective-C2.0中芽死，objc_class的定義如下：struct objc_class {Class isa;}寫到這里大家可能就暈了乏梁，怎么又有一個(gè)isa？关贵？這些isa到底是什么遇骑？之間有什么區(qū)別和聯(lián)系？接下來(lái)解答這一連串的疑問(wèn)揖曾。其實(shí)在Objective-C中任何的類定義都是對(duì)象落萎。即在程序啟動(dòng)的時(shí)候任何類定義都對(duì)應(yīng)于一塊內(nèi)存。在編譯的時(shí)候炭剪，編譯器會(huì)給每一個(gè)類生成一個(gè)且只生成一個(gè)”描述其定義的對(duì)象”,也就是蘋果公司說(shuō)的類對(duì)象(class object),他是一個(gè)單例(singleton), 而我們?cè)贑++等語(yǔ)言中所謂的對(duì)象练链，叫做實(shí)例對(duì)象(instance object)。對(duì)于實(shí)例對(duì)象我們不難理解奴拦，但類對(duì)象(class object)是干什么吃的呢媒鼓？我們知道Objective-C是門很動(dòng)態(tài)的語(yǔ)言，因此程序里的所有實(shí)例對(duì)象(instace object)都是在運(yùn)行時(shí)由Objective-C的運(yùn)行時(shí)庫(kù)生成的，而這個(gè)類對(duì)象(class object)就是運(yùn)行時(shí)庫(kù)用來(lái)創(chuàng)建實(shí)例對(duì)象(instance object)的依據(jù)绿鸣。再回到之前的問(wèn)題疚沐，腫么這個(gè)實(shí)例對(duì)象(instance object)的isa指針指向的類對(duì)象(class object)里面還有一個(gè)isa呢？這個(gè)類對(duì)象(class objec)的isa指向的依然是一個(gè)objc-class潮模，它就是“元類對(duì)象”(metaclass object)亮蛔，它和類對(duì)象(class object)的關(guān)系是這樣的:
2、類對(duì)象（class object）①類對(duì)象的實(shí)質(zhì)我們知道了：類對(duì)象是由編譯器創(chuàng)建的擎厢，即在編譯時(shí)所謂的類尔邓，就是指類對(duì)象（官方文檔中是這樣說(shuō)的： The class object is the compiled version of the class）。任何直接或間接繼承了NSObject的類锉矢，它的實(shí)例對(duì)象(instance objec)中都有一個(gè)isa指針梯嗽，指向它的類對(duì)象(class object)。這個(gè)類對(duì)象(class object)中存儲(chǔ)了關(guān)于這個(gè)實(shí)例對(duì)象(instace object)所屬的類的定義的一切：包括變量沽损，方法灯节，遵守的協(xié)議等等。因此绵估，類對(duì)象能訪問(wèn)所有關(guān)于這個(gè)類的信息炎疆，利用這些信息可以產(chǎn)生一個(gè)新的實(shí)例，但是類對(duì)象不能訪問(wèn)任何實(shí)例對(duì)象的內(nèi)容国裳。當(dāng)你調(diào)用一個(gè) “類方法” 例如 [NSObject alloc],你事實(shí)上是發(fā)送了一個(gè)消息給他的類對(duì)象形入。
②類對(duì)象和實(shí)例對(duì)象的區(qū)別當(dāng)然有區(qū)別了，盡管類對(duì)象保留了一個(gè)類實(shí)例的原型缝左，但它并不是實(shí)例本身亿遂。它沒(méi)有自己的實(shí)例變量，也不能執(zhí)行那些類的實(shí)例的方法（只有實(shí)例對(duì)象才可以執(zhí)行實(shí)例方法）渺杉。然而蛇数，類的定義能包含那些特意為類對(duì)象準(zhǔn)備的方法–類方法（ 而不是的實(shí)例方法）。類對(duì)象從父類那里繼承類方法是越，就像實(shí)例從父類那里繼承實(shí)例方法一樣耳舅。③類對(duì)象與類名在源代碼中，類對(duì)象由類名表示倚评。在下面的例子中浦徊，Retangle類 用從NSObject那里繼承來(lái)的方法來(lái)返回類的版本號(hào)：int versionNumber = [Rectangle version];只有在消息表達(dá)式中作為接收者，類名才代表類對(duì)象天梧。其他地方盔性，你需要要求一個(gè)實(shí)例或者類返回class id。 響應(yīng)class消息：id aClass = [anObject class];id rectClass = [Rectangle class];如同上面的例子顯示的那樣腿倚，類對(duì)象像其他對(duì)象一樣纯出，也是id類型蚯妇。
總之，類對(duì)象是一個(gè)功能完整的對(duì)象暂筝，所以也能被動(dòng)態(tài)識(shí)別（dynamically typed）箩言，接收消息，從其他類繼承方法焕襟。特殊之處在于它們是由編譯器創(chuàng)建的陨收，缺少它們自己的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(實(shí)例變量），只是在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生實(shí)例的代理鸵赖。
3务漩、元類對(duì)象(metaclass object)①元類對(duì)象的實(shí)質(zhì)實(shí)際上，類對(duì)象是元類對(duì)象的一個(gè)實(shí)例Ｋ省饵骨！元類描述了 一個(gè)類對(duì)象，就像類對(duì)象描述了普通對(duì)象一樣茫打。不同的是元類的方法列表是類方法的集合居触，由類對(duì)象的選擇器來(lái)響應(yīng)。當(dāng)向一個(gè)類發(fā)送消息時(shí)老赤，objc_msgSend會(huì)通過(guò)類對(duì)象的isa指針定位到元類轮洋，并檢查元類的方法列表（包括父類）來(lái)決定調(diào)用哪個(gè)方法。元類代替了類對(duì)象描述了類方法抬旺，就像類對(duì)象代替了實(shí)例對(duì)象描述了實(shí)例化方法弊予。很顯然，元類也是對(duì)象开财，也應(yīng)該是其他類的實(shí)例汉柒，實(shí)際上元類是根元類(root class’s metaclass)的實(shí)例,而根元類是其自身的實(shí)例，即根元類的isa指針指向自身床未。類的super_class指向其父類竭翠，而元類的super_class則指向父類的元類振坚。元類的super class鏈與類的super class鏈平行薇搁，所以類方法的繼承與實(shí)例方法的繼承也是并行的。而根元類(root class’s metaclass)的super_class指向根類(root class)渡八，這樣啃洋，整個(gè)指針鏈就鏈接起來(lái)了！屎鳍！
記住宏娄，當(dāng)一個(gè)消息發(fā)送給任何一個(gè)對(duì)象， 方法的檢查 從對(duì)象的 isa 指針開(kāi)始逮壁，然后是父類孵坚。實(shí)例方法在類中定義， 類方法 在元類和根類中定義。（根類的元類就是根類自己）卖宠。在一些計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的原理中巍杈，一個(gè)類和元類層次結(jié)構(gòu)可以更自由的組成，更深元類鏈和從單一的元類繼承的更多的實(shí)例化的類扛伍。Objective-C 的類方法 是使用元類的根本原因筷畦，在其他方面試圖在隱藏元類。例如 [NSObject class] 完全相等于 [NSObject self]刺洒，所以鳖宾，在形式上他還是返回的 NSObject->isa 指向的元類。 Objective-C語(yǔ)言是一組實(shí)用的折中方案逆航。
還有些不明白鼎文？ 下面這個(gè)圖標(biāo)可能會(huì)有些幫助：