简介
多继承可以允许子类从多个父类派生，而Objective-C并不支持多继承，但我们仍可间接实现。
Objective-C实现多继承主要可以通过协议、分类、消息转发来实现。我们来总结一下其使用以及优缺点。
通过协议实现
协议主要是用来提出类应遵守的标准，但其特性也可用来实现多继承。一个类可以遵守多个协议，也即实现多个协议的方法，以此来达到多继承的效果。
概念上的单继承和多继承应该是继承父类的属性和方法，并且不经重写即可使用，但通过协议实现多继承有如下不同:
a.子类需要实现协议方法
b.由于协议无法定义属性，所以该方法只能实现方法的多继承
下面来看一下示例代码:
// 编程技能
@protocol Program <NSObject>
- (void)program;
@end
// 绘画技能
@protocol Draw <NSObject>
- (void)draw;
@end
// 歌唱技能
@protocol Sing <NSObject>
- (void)sing;
@end
// 原本一个什么也不会的程序员
// 学会了多个技能
@interface Programmer : NSObject <Draw, Sing>
// 继承的协议方法自动公有，无须声明接口
@end
@interface Programmer () <Program>
// 继承的协议方法自动私有，无须声明接口
@end
// 需要自行实现协议方法
@implementation Programmer
- (void)program {
NSLog(@"I'm writing bugs!");
}
- (void)draw {
NSLog(@"I can draw");
}
- (void)sing {
NSLog(@"Lalalallalalala");
}
@end
通过下面的协议遵守，该程序员类掌握了编程、唱歌、绘画多个技能。同时也可以根据遵守协议的位置绝对协议方法是否公开，上述代码中draw和sing方法公开，而program为私有方法（毕竟唱歌画画是要展示给大家的 :P
通过类别实现
下面就有请Objective-C的一大黑魔法——Catagory(分类)。
相对于协议，它的Runtime特性造就了其一定优势:
a.可以为类添加方法
b.可以为类添加实例(通过Runtime)，这是协议做不到的
c.分类方便管理
下面来看一下通过分类来实现多继承:
/* 分类头文件 */
#import "Programmer.h"
@interface Programmer (Program)
// 声明属性
@property (nonatomic, assign) NSString *motto;
// 声明公有方法
- (void)draw;
- (void)sing;
@end
/* 分类实现文件 */
#import <objc/runtime.h>
@implementation Programmer (Program)
// 为Catagory添加属性
static const char kMottoKey;
- (void)setMotto:(NSString *)motto {
objc_setAssociatedObject(self, &kMottoKey, motto, OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC);
}
- (NSString *)motto {
return objc_getAssociatedObject(self, &kMottoKey);
}
// 私有方法
- (void)program {
NSLog(@"I'm writing bugs!");
}
// 实现公有方法
- (void)draw {
NSLog(@"I can draw");
}
- (void)sing {
NSLog(@"Lalalalallalala");
}
@end
通过添加分类，我们可以为程序员添加各种方法，同时通过Runtime这一黑魔法实现了动态添加属性，我们可以直接通过点语法为程序员设置座右铭。
同时，分类的文件在管理上也比较方便，如果不想用直接删除#import即可，灵活性较强。
关于Catagory添加属性的方式可以自行学习Runtime。
通过消息转发
消息转发也是Runtime的黑魔法，其中一个用处就是可以实现多继承，当发送消息后找不到对应的方法实现时，会经过如下过程:
1.动态方法解析: 通过resolveInstanceMethod:方法，检查是否通过@dynamic动态添加了方法。
2.直接消息转发: 不修改原本方法签名，直接检查forwardingTargetForSelector:是否实现，若返回非nil且非self，则向该返回对象直接转发消息。
3.标准消息转发: 先处理方法调用再转发消息，重写methodSignatureForSelector:和forwardInvocation:方法，前者用于为该消息创建一个合适的方法签名，后者则是将该消息转发给其他对象。
4.上述过程均未实现，则程序异常。
我们现在尝试2和3两种方案:
/* Programmer实现文件 */
@implementation Programmer
// 通过消息转发实现多继承
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
Singer *singer = [[Singer alloc] init];
Artist *artist = [[Artist alloc] init];
if ([singer respondsToSelector:aSelector]) {
return singer;
}
else if ([artist respondsToSelector:aSelector]) {
return artist;
}
return nil;
}
@end
/* Artist代码 */
@interface Artist : NSObject
// 画家可以绘画
- (void)draw;
@end
@implementation Artist
- (void)draw {
NSLog(@"I can draw");
}
@end
/* Singer代码 */
@interface Singer : NSObject
// 歌手会唱歌
- (void)sing;
@end
@implementation Singer
- (void)sing {
NSLog(@"Lalalalalala");
}
@end
通过直接转发消息到其他类型的对象，我们就实现了多继承。如下调用，结果能够完成唱歌和绘画
Programmer *programmer = [[Programmer alloc] init];
// 在performSelector中使用NSSelectorFromString会造成警告
// 可以通过设置不检测performSelector内存泄露关闭警告
[programmer performSelector:NSSelectorFromString(@"sing") withObject:nil];
// 或者通过类型强转来实现，无警告
[(Artist *)programmer draw];
通过消息转发，我们实现了动态性，及真正的将方法交给其他类来实现，而非协议或者分类所需要自行实现。同时，消息转发也给我们了充分的灵活性，如上代码，我们可以在Programer类声明sing和draw方法，但也可不暴露这些接口而通过类型强转来调用这两个方法。
标准消息转发
标准消息转发相对于直接消息转发更加高级，可以由程序员控制转发的过程，同时也可以实现对多个对象的转发，直接消息转发仅能把该方法直接转发给其他某对象。
标准消息转发代码如下
@interface Programmer ()
{
// 由于要频繁用到，我们可以创建成员实例
Singer *_singer;
Artist *_artist;
}
@end
@implementation Programmer
- (instancetype)init {
if (self = [super init]) {
_singer = [[Singer alloc] init];
_artist = [[Artist alloc] init];
}
return self;
}
// 在转发消息前先对方法重新签名
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
// 尝试自行实现方法签名
NSMethodSignature *signature = [super methodSignatureForSelector:aSelector];
// 若无法实现，尝试通过多继承得到的方法实现
if (signature == nil) {
// 判断该方法是哪个父类的，并通过其创建方法签名
if ([_singer respondsToSelector:aSelector]) {
signature = [_singer methodSignatureForSelector:aSelector];
}
else if ([_artist respondsToSelector:aSelector]) {
signature = [_artist methodSignatureForSelector:aSelector];
}
}
return signature;
}
// 为方法签名后，转发消息
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {
SEL sel = [anInvocation selector];
// 判断哪个类实现了该方法
if ([_singer respondsToSelector:sel]) {
[anInvocation invokeWithTarget:_singer];
}
else if ([_artist respondsToSelector:sel]) {
[anInvocation invokeWithTarget:_artist];
}
}
@end
/* Singer和Artist的实现同上述代码 */
调用后，正常执行。实际上在实现多继承方面并没有必要使用标准消息转发，它可以在我们需要对消息进行处理时发挥其优势。
包含父类方法
这个其实就是为Programmer添加Singer和Artist成员变量，并为前者提供接口调用后两者的方法。这种方式虽然在效果上实现了多继承，但是没有实现的意义，既然所有东西都要在子类实现一遍，那么也有悖于"继承"这一概念，在此不再赘述。
几种多继承方式的对比
| 方法 | 添加属性 | 添加方法 | 继承父类的实现 |
|---|---|---|---|
| 协议(Protocol) | ○ | ● | ○ |
| 分类(Catagory) | ● | ● | ○ |
| 消息转发 | ● | ● | ● |
对于上述的内容进行一些补充:
a.分类的属性实现是通过Runtime关联对象，而消息转发的属性实现也是类似方法。
b.分类和消息转发更接近于真正意义的多继承，也方便管理，添加删除父类方便。
作者：Minecode
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