iOS Runtime（一）-简介及使用示例

作者: 搬砖的crystal | 来源:发表于2021-07-27 13:59 被阅读0次

OC语言是一门动态语言，它将很多静态语言在编译和链接时期做的事放到了运行时来处理。这种动态语言的优势在于：我们写代码时更具灵活性，如我们可以把消息转发给我们想要的对象，或者随意交换一个方法的实现等。

这种特性意味着OC不仅需要一个编译器，还需要一个运行时系统来执行编译的代码。对于OC来说，这个运行时系统就像一个操作系统一样：它让所有的工作可以正常的运行。这个运行时系统即Objc Runtime。Objc Runtime其实是一个Runtime库，它基本上是用C和汇编写的，这个库使得C语言有了面向对象的能力。

1. 简介

（1）简称运行时，是一套比较底层的纯C语言API。
（2）Runtime是指将数据类型的确定由编译时推迟到了运行时。
（3）OC代码，在程序运行过程中，最终会转换成Runtime的C语言代码，Runtime是Object-C的幕后工作者。
（4）OC需要Runtime来创建类和对象，进行消息发送和转发。

2.使用

（1）基本使用

在程序运行过程中，动态的创建类，动态添加、修改这个类的属性和方法
遍历一个类中所有的成员变量、属性以及所有方法
消息传递和转发

（2）典型使用

给系统分类添加属性、方法
方法交换
获取对象的属性、私有属性
字典转模型
KVC、KVO
归档（编码、解码）
block
......

3.使用示例

（1）动态交换两个方法

应用场景：当第三方框架或者系统原生功能不能满足我们的时候，可以保持系统原有方法功能基础上，添加额外的功能。

#import "ViewController.h"
@interface ViewController ()
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    /**
     加载一张图片，提示是否加载成功
     */
    //调用系统加载图片的方法
    UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"44"];
}
@end

//UIImage分类
#import "UIImage+ImageLoad.h"
#import <objc/message.h>
@implementation UIImage (ImageLoad)
/**
 load方法：把类加载进内存的时候调用，只会调用一次
 方法应先交换，再去调用
 */
+ (void)load {
    //1.获取imageNamed方法地址
    //class_getClassMethod 获取某个类的方法
    Method imageNamedMethod = class_getClassMethod(self, @selector(imageNamed:));
    //2.获取in_imageNamed方法地址
    Method in_imageNamedMethpd = class_getClassMethod(self, @selector(in_imageNamed:));
    //3.交换方法地址，相当于交换实现方法
    method_exchangeImplementations(imageNamedMethod, in_imageNamedMethpd);
}
/**
 不会出现死循环
 调用imageNamed: -> in_imageNamed:
 调用in_imageNamed: -> imageNamed:
 */
+ (UIImage *) in_imageNamed:(NSString *)name{
    //实际上调用的是系统的imageNamed:
    UIImage *image = [UIImage in_imageNamed:name];
    if (image) {
        NSLog(@"加载成功");
    }else{
        NSLog(@"加载失败");
    }
    return image;
}
/**
 不能在分类中重写系统方法imageNamed:，会把系统的功能覆盖掉，而且分类中不能调用super
+ (UIImage *)imageNamed:(NSString *)name{
    
}
*/
@end

（2）给分类动态添加属性

原理：给一个类添加属性，其实本质就是给这个类添加关联，并不是直接把这个值的内存空间添加到类存空间。（应用场景：给系统的类添加属性的时候，可以使用runtime【系统 NSObject 添加一个分类，我们知道在分类中是不能够添加成员属性的，虽然我们用了@property，但是仅仅会自动生成get和set方法的声明，并没有带下划线的成员变量和方法实现生成。但是我们可以通过runtime就可以做到给它方法的实现。】）

#import <Foundation/Foundation.h>
@interface NSObject (Property)
//@property在分类中，只会生产get、set、方法声明，不会生产实现，也不会生产带下划线的成员属性
@property (nonatomic,strong)NSString *name;
@end

#import "NSObject+Property.h"
#import <objc/message.h>
@implementation NSObject (Property)
-(void)setName:(NSString *)name{
    /**
     objc_setAssociatedObject将某个值跟某个对象关联起来，将某个值存储到某个对象中
     */
    objc_setAssociatedObject(self, @"name", name, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}
-(NSString *)name{
    return objc_getAssociatedObject(self, @"name");
}
@end

#import "ViewController.h"
#import "NSObject+Property.h"
@interface ViewController ()
@end
@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    NSObject *objc = [[NSObject alloc]init];
    objc.name = @"zhangsan";
    NSLog(@"%@",objc.name);
}

@end

（3）字典转模型

字典转模型的方式：
1）一个一个属性赋值
2）字典转模型KVC实现
KVC字典转模型必须保证模型中属性和字典中的key一一对应，可以重写重写对象的setValue:forUndefinedKey:，把系统的方法覆盖

#import <Foundation/Foundation.h>
@interface Person : NSObject

@property (nonatomic,strong)NSString *name;
@property (nonatomic,assign)NSInteger age;
#pragma mark - 模型构造函数
+(instancetype)personWithDict:(NSDictionary *)dict;
-(instancetype)initWithDict:(NSDictionary *)dict;
@end

#import "Person.h"

@implementation Person

+(instancetype)personWithDict:(NSDictionary *)dict{
    return [[self alloc]initWithDict:dict];
}

-(instancetype)initWithDict:(NSDictionary *)dict{
    self = [super init];
    if (self) {
        //方法一：直接设置
        _name = dict[@"name"];
        _age = [dict[@"age"] integerValue];
        //方法二：使用KVC设置
        [self setValue:dict[@"name"] forKey:@"name"];
        [self setValue:dict[@"age"] forKey:@"age"];
        //方法三：遍历字典设置
        for (NSString *key in dict) {
            id value = dict[key];
            [self setValue:value forKey:key];
        }
        //方法四：简化方法三
        [self setValuesForKeysWithDictionary:dict];
    }
    return self;
}
-(void)setValue:(id)value forUndefinedKey:(NSString *)key{
    
}
@end

3）字典转模型runtime实现

#import <Foundation/Foundation.h>
@protocol ModelDelegate<NSObject>
@optional
//提供一个协议，只要准备这个协议的类，都能把数组中的字典转成模型(返回字典为数组属性名:模型名)
+(NSDictionary *)arrayContainModelClass;
@end
@interface NSObject (Model)
//字典转模型
+(instancetype)objectWithDoct:(NSDictionary *)dict;
@end

#import "NSObject+Model.h"
#import <objc/message.h>

@implementation NSObject (Model)

+(instancetype)objectWithDoct:(NSDictionary *)dict{
    //创建模型对象
    id objc = [[self alloc]init];
    unsigned int count = 0;
    //获取成员属性数组
    Ivar *ivarList = class_copyIvarList(self, &count);
    //遍历所有的成员属性名，一个一个去字典中取出对应的value给模型属性赋值
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        //获取成员属性
        Ivar ivar = ivarList[i];
        //获取成员属性名 c -> oc字符串
        NSString *ivarName = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
        //_成员属性名 -> 字典key
        NSString *key = [ivarName substringFromIndex:1];
        //字典取出对应value给模型属性赋值
        id value = dict[key];
        //获取成员属性类型
        NSString *ivarType = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getTypeEncoding(ivar)];
        //二级转换，字典中还有字典，也需要把字典转换成模型
        //判断value是不是字典
        if ([value isKindOfClass:[NSDictionary class]] && ![ivarType containsString:@"NS"]) {
            //是字典对象，并且属性名对应类型是自定义类型
            //处理类型字符串 @\"User\" -> User
            ivarType = [ivarType stringByReplacingOccurrencesOfString:@"@" withString:@""];
            ivarType = [ivarType stringByReplacingOccurrencesOfString:@"\"" withString:@""];
            //自定义对象，并且值是字典
            Class modelClass = NSClassFromString(ivarType);
            if (modelClass) {
                //字典转模型
                value = [modelClass objectWithDoct:value];
            }
        }
        //三级转换，NSArray中也是字典，把数组中的字典转换成模型
        //判断值是否是数组
        if ([value isKindOfClass:[NSArray class]]) {
            //判断对应类有没有实现字典数组转模型数组协议
            if ([self respondsToSelector:@selector(arrayContainModelClass)]) {
                //转换成id类型，就能调用任何对象的方法
                id idSelf = self;
                //获取数组中字典对应的模型
                NSString *type = [idSelf arrayContainModelClass][key];
                //生产模型
                Class classModel = NSClassFromString(type);
                NSMutableArray *arrM = [NSMutableArray array];
                //遍历字典数组，生产模型数组
                for (NSDictionary *dict in value) {
                    id model = [classModel objectWithDoct:dict];
                    [arrM addObject:model];
                }
                //把模型数组赋值给value
                value = arrM;
            }
        }
        if (value) {
            //KVC字典转模型
            [objc setValue:value forKey:key];
        }
    }
    //返回对象
    return objc;
}
@end

测试：

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "CarType.h"
@interface Car : NSObject
@property (nonatomic,strong)CarType *carType;
@property (nonatomic,assign)NSInteger speed;
@property (nonatomic,strong)NSArray * CarColorArr;
@end

#import "Car.h"
#import "NSObject+Model.h"
@interface Car()<ModelDelegate>
@end
@implementation Car
//实现协议方法
+ (NSDictionary *)arrayContainModelClass{
    return @{@"CarColorArr":@"CarColor"};
}
@end

#import <Foundation/Foundation.h>
@interface CarType : NSObject
@property (nonatomic,strong)NSString *type;
@end

#import <Foundation/Foundation.h>
@interface CarColor : NSObject
@property (nonatomic,strong)NSString *color;
@end

#import "ViewController.h"
#import "NSObject+Model.h"
#import "Car.h"
#import "CarType.h"
#import "CarColor.h"
@interface ViewController ()
@end
@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    NSDictionary * dict = @{
                            @"carType":@{@"type":@"BMW"},
                            @"speed":@120,
                            @"CarColorArr":@[@{@"color":@"red"},@{@"color":@"blue"}]
                            };
    Car *car = [Car objectWithDoct:dict];
    NSLog(@"type == %@,speed == %ld",car.carType.type,car.speed);
    CarColor *color = car.CarColorArr[0];
    NSLog(@"color == %@",color.color);
    
}
@end

（4）动态添加方法

应用场景：如果一个类的方法非常多，加载类到内存的时候也比较耗费资源，需要给每个方法生成映射表，可以使用动态给某个类添加方法解决。

#import <Foundation/Foundation.h>
@interface Person : NSObject
@end

#import "Person.h"
#import <objc/message.h>
@implementation Person
//没有返回值，一个参数
//void,(id,SEL)
void aaa(id self,SEL _cmd,NSNumber *meter){
    NSLog(@"走了%@米",meter);
}
/**
 任何方法默认都有两个隐式参数，self和_cmd（当前方法的方法编号）
 resolveInstanceMethod:只要一个对象调用了一个未实现的方法，就会调用此方法进行处理（消息转发机制）
 作用：动态添加方法，处理未实现方法
 */
+(BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel{
    if (sel == NSSelectorFromString(@"walk:")) {
        class_addMethod(self, sel, (IMP)aaa, "v@:@");
        return YES;
    }
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}
@end

#import "ViewController.h"
#import "Person.h"
@interface ViewController ()
@end
@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    Person *p = [[Person alloc]init];
    [p performSelector:@selector(walk:) withObject:@100];
}
@end

（5）动态变量控制

#import "ViewController.h"
#import "Person.h"
#import <objc/message.h>
@interface ViewController ()
@end
@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    Person *xiaoming = [[Person alloc]init];
    unsigned int count = 0;
    Ivar *ivarList = class_copyIvarList([xiaoming class], &count);
    for (int i = 0; i<count; i++) {
        Ivar ivar = ivarList[i];
        const char *ivarName = ivar_getName(ivar);
        NSString *name = [NSString stringWithUTF8String:ivarName];
        if ([name isEqualToString:@"_age"]) {
            object_setIvar(xiaoming, ivar, @"22");
            break;
        }
    }
    NSLog(@"%@",xiaoming.age);
}
@end

iOS Runtime（一）-简介及使用示例

1. 简介

2.使用

3.使用示例

（1）动态交换两个方法

（2）给分类动态添加属性

（3）字典转模型

（4）动态添加方法

（5）动态变量控制

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