iOS实现多继承的几种方式

背景

我们都知道OC是不支持多继承的，这是因为消息机制名称查找发生在运行时而非编译时，很难解决多个基类可能导致的二义性问题，那么如果我们想要一个类a同时继承类b和类c，我们要如何做才能达到我们想要的结果呢？我们创建三个类ClassA、ClassB、ClassC,A和B分别有两个方法run和walk,假设我们需要让C同时拥有run和walk方法，我们可以通过下面几种方法来达到我们想要的效果。

• 组合

在ClassC的.h或者.m文件中,声明ClassA和ClassB的实例，这样我们就可以通过调用A类和B类实例来执行run和walk方法

@class ClassA,ClassB;
@interface ClassC : NSObject
@property (nonatomic,strong) ClassA *a;
@property (nonatomic,strong) ClassB *b;
- (void)sport;
@end

#import "ClassC.h"
#import "ClassA.h"
#import "ClassB.h"

@implementation ClassC
- (void)sport{
    [self.a run];
    [self.b walk];
}
@end

• delegate和protocol

将C类需要继承的方法以及属性在ClassA和ClassB中各自声明一份协议，C类遵守这两份协议，同时在C类中实现协议中的方法以及属性

@protocol ClassADelegate
- (void)run;
@property (nonatomic,copy) NSString *runDistance;
@end

@protocol ClassBDelegate
- (void)walk;
@property (nonatomic,copy) NSString *walkDistance;
@end

#import "ClassC.h"
#import "ClassA.h"
#import "ClassB.h"

@interface ClassC()<ClassADelegate,ClassBDelegate>

@end

@implementation ClassC
- (void)sport{
    [self run];
    [self walk];
}

- (void)run{
    self.runDistance = @"10000";
    NSLog(@"今天跑了%@步",self.runDistance);
}
- (void)walk{
    self.walkDistance = @"5000";
    NSLog(@"今天走了%@步",self.walkDistance);
    
}

@synthesize walkDistance;
@synthesize runDistance;

@end

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    ClassC *c = [[ClassC alloc] init];
    [c sport];
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
}

• 消息转发（快速转发和标准转发）

当向某个对象发送消息，但runtime system在当前类以及父类中都找不到对应方法的实现时，runtime system并不会立即报错使程序崩溃，而是依次执行下列步骤

image

流程如下

1. 动态方法解析：向当前类发送resolveInstanceMethod: 信号，检查是否动态向该类添加了方法
2. 快速消息转发：检查该类是否实现了 forwardingTargetForSelector: 方法，若实现了则调用这个方法，若该方法返回nil或者非self，则向该返回对象重新发送消息
3. 标准消息转发：runtime发送methodSignatureForSelector:消息获取Selector对应的方法签名。返回值非空则通过forwardInvocation:转发消息，返回值为空则向当前对象发送doesNotRecognizeSelector:消息，程序崩溃退出.

消息转发越到后面代价越大

实现过程

• 快速消息转发的实现方法很简单，只需要重写- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector方法就可以了，我们来用例子证明，还是拿上面的ClassA和ClassB，假设B有walk方法，而A没有，此时我需要也要有walk方法,这里我们有两种方式来实现

1.强转类型

- (void)viewDidLoad {
   [super viewDidLoad];
   ClassA *a = [[ClassA alloc] init];
   [(ClassB *)a walk];
   //[a run];
}

#import "ClassA.h"
#import "ClassB.h"
#import "ClassA+MyCategory.h"

@implementation ClassA
- (void)run{
   NSLog(@"跑步");
}

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector{
   // 当然这里可以通过判断方法名来决定转发的对象
   //NSString *seletorName = NSStringFromSelector(aSelector);
   //if([seletorName isEqualToString : @"xxx"])
   ClassB *b = [[ClassB alloc] init];
   if([b respondsToSelector:aSelector]){
       return b;
   }
   return nil;
}
@end

2. 增加Category

#import "ClassA.h"
@interface ClassA (MyCategory)
- (void)walk;
@end

- (void)viewDidLoad {
   [super viewDidLoad];
   ClassA *a = [[ClassA alloc] init];
   [a walk];
}

通过运行发现都会执行- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector方法，然后再重新发送消息执行ClassB的walk方法

• 标准消息转发需要重写 methodSignatureForSelector: 和 forwardInvocation: 两个方法

#import "ClassA.h"
#import "ClassB.h"
#import "ClassA+MyCategory.h"

@interface ClassA(){
   ClassB *_b;
}
@end

@implementation ClassA

- (id)init
{
   self = [super init];
   if (self) {
       _b = [[ClassB alloc] init];
       
   }
   return self;
}
- (void)run{
   NSLog(@"跑步");
}

- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector{
   NSMethodSignature *signature = [super methodSignatureForSelector:aSelector];
   // 当然这里可以通过判断方法名来决定转发的对象
   //NSString *seletorName = NSStringFromSelector(aSelector);
   //if([seletorName isEqualToString : @"xxx"])
   //ClassB *b = [[ClassB alloc] init];
   if(signature == nil){
       signature = [_b methodSignatureForSelector:aSelector];
   }
   NSUInteger argCount = [signature numberOfArguments];
   for (NSInteger i=0; i<argCount; i++) {
         NSLog(@"%s" , [signature getArgumentTypeAtIndex:i]);
   }
   NSLog(@"returnType:%s ,returnLen:%ld" , [signature methodReturnType] , [signature methodReturnLength]);
   NSLog(@"signature:%@" , signature);
   return  signature;
}
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation{
   // 当然这里可以通过判断方法名来决定转发的对象
   //NSString *seletorName = NSStringFromSelector(aSelector);
   //if([seletorName isEqualToString : @"xxx"])
   SEL selector = [anInvocation selector];
   //ClassB *b = [[ClassB alloc] init];
   if([_b respondsToSelector:selector]){
       //这里如果没有响应，系统则会报错崩溃
       [anInvocation invokeWithTarget:_b];
   }
}
@end

运行结果
2018-01-04 10:32:34.288075+0800 MultipleInheritanceDemo[2006:407016] @
2018-01-04 10:32:34.288303+0800 MultipleInheritanceDemo[2006:407016] :
2018-01-04 10:32:34.288399+0800 MultipleInheritanceDemo[2006:407016] returnType:v ,returnLen:0
2018-01-04 10:32:34.288592+0800 MultipleInheritanceDemo[2006:407016] signature:<NSMethodSignature: 0x60000047a540>
2018-01-04 10:32:34.288887+0800 MultipleInheritanceDemo[2006:407016] 散步

• 类别（category）

类别也可以用来模拟多继承，比如给当前类添加方法，利用runTime来添加属性，方法不表，在前一篇文章Category与Extension有实现

• NSProxy

我们都知道NSObject是Objective-C中大部分类的基类。但不是很多人知道除了NSObject之外的另一个基类——NSProxy,苹果官方文档是这样描述的

NSProxy is an abstract superclass defining an API for objects that act as
stand-ins for other objects or for objects that don’t exist yet. Typically, a
message to a proxy is forwarded to the real object or causes the proxy to
load (or transform itself into) the real object. Subclasses of NSProxy can be
used to implement transparent distributed messaging (for example,NSDistantObject) or for lazy instantiation of objects that are expensive to
create...

总的来说，NSProxy是一个虚类，你可以通过继承它，并重写这两个方法以实现消息转发到另一个实例

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation;
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)sel;

这里推荐一篇文章，写的非常详细明白点我点我

总结

好了以上就上关于如何实现iOS的“多继承”，大家还有其他的补充和建议可以留言。

参考资料
念茜的博客