iOS 开发 category的理解

一、概述

Category是Objective-C 2.0之后添加的语言特性，Category又叫分类、类别、类目，能够在不改变原来类内容的基础上，为类增加一些方法。除此之外，Category还有以下功能：

（1）将类的实现分开写在几个分类里面。

这样做的好处:

可以减少单个文件的体积

可以把不同的功能组织到不同的Category里

可以由多个开发者共同完成一个类

可以按需加载想要的category

（2）声明私有的方法。

（3）模拟多继承。

二、Category的定义与使用

为了便于理解，这里直接通过一个小例子去讲解其用法。

例如，我们创建一个Person类，并为其创建一个Category命名为MyCategory。创建Category很简单，如下图：

为Person创建一个名为MyCategory的Category后，会自动生成Person+MyCategory.h和Person+MyCategory.m文件。我们在MyCategory中声明和实现一个read方法，如下：

//  Person+MyCategory.h

#import "Person.h"

@interface Person (MyCategory)

-(void)read;

@end

//  Person+MyCategory.m

#import "Person+MyCategory.h"

@implementation Person (MyCategory)

-(void)read{

NSLog(@"调用了MyCategory的read方法！");

}

@end

之后我们可以在ViewController或其他地方使用分类中添加的方法，如下：

//  ViewController.m

#import "ViewController.h"

#import "Person+MyCategory.h"

@interface ViewController ()

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {

[super viewDidLoad];

Person *p = [[Person alloc] init];

[p read];

}

@end

打印结果：

2017-01-09 16:27:39.089 Test[5347:483009] 调用了MyCategory的read方法！

使用注意

1、分类只能增加方法，不能增加成员变量。

2、分类方法实现中可以访问原来类中声明的成员变量。

3、分类可以重新实现原来类中的方法，但是会覆盖掉原来的方法，会导致原来的方法没法再使用（实际上并没有真的替换，而是Category的方法被放到了新方法列表的前面，而原来类的方法被放到了新方法列表的后面，这也就是我们平常所说的Category的方法会“覆盖”掉原来类的同名方法，这是因为运行时在查找方法的时候是顺着方法列表的顺序查找的，它只要一找到对应名字的方法，就会罢休，殊不知后面可能还有一样名字的方法）。

4、当分类、原来类、原来类的父类中有相同方法时，方法调用的优先级：分类(最后参与编译的分类优先) –> 原来类  –> 父类，即先去调用分类中的方法，分类中没这个方法再去原来类中找，原来类中没有再去父类中找。

5、Category是在runtime时候加载，而不是在编译的时候。

三、Category与成员变量、属性

如果你在你Category的.h文件中写如下代码：

{NSString *str1;}

Xcode会报如下错误:

Instance variable may not be placed in categories

objc_class结构体的定义如下：

struct objc_class {

Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;

#if !__OBJC2__

Class super_class                      OBJC2_UNAVAILABLE;  // 父类

const char *name                        OBJC2_UNAVAILABLE;  // 类名

long version                            OBJC2_UNAVAILABLE;  // 类的版本信息，默认为0

long info                              OBJC2_UNAVAILABLE;  // 类信息，供运行期使用的一些位标识

long instance_size                      OBJC2_UNAVAILABLE;  // 该类的实例变量大小

struct objc_ivar_list *ivars            OBJC2_UNAVAILABLE;  // 该类的成员变量链表

struct objc_method_list **methodLists  OBJC2_UNAVAILABLE;  // 方法定义的链表

struct objc_cache *cache                OBJC2_UNAVAILABLE;  // 方法缓存

struct objc_protocol_list *protocols    OBJC2_UNAVAILABLE;  // 协议链表

#endif

} OBJC2_UNAVAILABLE;

在上面的objc_class结构体中，ivars是objc_ivar_list（成员变量列表）指针；methodLists是指向objc_method_list指针的指针。在Runtime中，objc_class结构体大小是固定的，不可能往这个结构体中添加数据，只能修改。所以ivars指向的是一个固定区域，只能修改成员变量值，不能增加成员变量个数。methodList是一个二维数组，所以可以修改*methodLists的值来增加成员方法，虽没办法扩展methodLists指向的内存区域，却可以改变这个内存区域的值（存储的是指针）。因此，可以动态添加方法，不能添加成员变量。

Category不能添加成员变量（instance variables），那到底能不能添加属性（property）呢？

这个我们要从Category的结构体开始分析：

typedef struct category_t {

const char *name;  //类的名字

classref_t cls;  //类

struct method_list_t *instanceMethods;  //category中所有给类添加的实例方法的列表

struct method_list_t *classMethods;  //category中所有添加的类方法的列表

struct protocol_list_t *protocols;  //category实现的所有协议的列表

struct property_list_t *instanceProperties;  //category中添加的所有属性

} category_t;

从Category的定义也可以看出Category的可为（可以添加实例方法，类方法，甚至可以实现协议，添加属性）和不可为（无法添加实例变量）。

但是为什么网上很多人都说Category不能添加属性呢？

实际上，Category实际上允许添加属性的，同样可以使用@property，但是不会生成_变量（带下划线的成员变量），也不会生成添加属性的getter和setter方法，所以，尽管添加了属性，也无法使用点语法调用getter和setter方法。但实际上可以使用runtime去实现Category为已有的类添加新的属性并生成getter和setter方法。

实例：如何用分类为NSArray添加一个属性？但是分类只能添加方法不能添加属性啊（Category不允许为已有的类添加新的成员变量，实际上允许添加属性的，同样可以使用@property，但是不会生成_变量（带下划线的成员变量），也不会生成添加属性的getter和setter方法，所以，尽管添加了属性，也无法使用点语法调用getter和setter方法。但实际上可以使用runtime去实现Category为已有的类添加新的属性并生成getter和setter方法）

我们现在为NSArray增加一个blog属性：

我们先按照往常方式创建一个NSArray的Category，NSArray+MyCategory.h文件：

//  NSArray+MyCategory.h

//  RunTimeTest

#import <Foundation.Foundation.h>

@interface NSArray (MyCategory)

//不会生成添加属性的getter和setter方法，必须我们手动生成

@property (nonatomic, copy) NSString *blog;

@end

NSArray+MyCategory.m文件：

//  NSArray+MyCategory.m

//  RunTimeTest

#import "NSArray+MyCategory.h"

#import <objc/runtime.h>

@implementation NSArray (MyCategory)

// 定义关联的key

static const char *key = "blog";

/**

blog的getter方法

*/

- (NSString *)blog

{

// 根据关联的key，获取关联的值。

return objc_getAssociatedObject(self, key);

}

/**

blog的setter方法

*/

- (void)setBlog:(NSString *)blog

{

// 第一个参数：给哪个对象添加关联

// 第二个参数：关联的key，通过这个key获取

// 第三个参数：关联的value

// 第四个参数:关联的策略

objc_setAssociatedObject(self, key, blog, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);

}

@end

测试代码：

-(void)categoryTest{

NSArray *myArray = [[NSArray alloc]init];

myArray.blog = @"http://myblog.com";

NSLog(@"blog=%@",myArray.blog);

}

打印结果：

2016-12-25 20:00:37.824 RunTimeTest[9447:958867] blog=http://myblog.com