Objective-C 学习笔记 - 第18章 键值编程

本章着重介绍键值编程、一系列语言机制和API。Objective-C 的键值编程特性统称为键值编码（ Key-Value Coding KVC ）和键值观察（ Key-Value Observing KVO ）。使用键值编码可以通过名称（键）间接访问和操作对象的属性，而无须使用访问方法或支持实例变量。通过键值观察能够使对象在其他对象的属性发生更改时获得通知。

<h3 id="kvc">键值编码</h3>

键值编码提供了一种用于访问对象属性的键值对机制，其中键是属性的名称，而值就是属性的值。

// 代码清单-18.1
//
@interface Hello : NSObject
@property (nonatomic, retain) NSString * greeting;
...
@end

// 使用标准的属性访问方法属性或使用点语法访问属性
[helloObject greeting];
[helloObject setGreeting:newValue];
helloObject.greeting;
helloObject.greeting = newValue;

// 使用键值编码机制访问属性
[helloObject valueForKey:@"greeting"];
[helloObject setValue:@"Hello" forKey:@"greeting"];

通过键值编码可以使用能够在运行时改变的字条串访问属性，从而更加动态和灵活地访问和操作对象的状态。下面是键值编码的几个重要优点。

• 基于配置的属性访问。通过 KVC 可以使用由参数驱动的通用API访问属性。
• 降低耦合性。通过 KVC 访问属性可以减少各个软件之间的耦合性，从而提高软件的可维护性。
• 简化代码。通过 KVC 可以�减少代码量，在需要根据变量访问指定属性时尤为如此。无须使用条件表达式判断需要调用哪个属性访问方法，而直接使用 KVC 表达式，并将变量作为其参数。

如果需要根据用户的输入数据动态更新模型的状态，可以使用标准属性访问方法，也可以使用 KVC 键值编码。

// 代码清单-18.2
//
// 标准属性访问方法
- (void) updateModel:(NSString *)value forState:(NSString *)state {
    if ([state isEqualToString:@"species"]) {
        [self setSpecies:value];
    } else if ([state isEqualToString:@"genus"]) {
        [self setGenus:value];
    } 
    ...
}

// KVC 键值编码
- (void) updateModel:(NSString *)value forState:(NSString *)state {
    [self setValue:value forKey:state];
    ...
}

<h3 id="kvcpath">键和键路径</h3>

键值编码使用键和键路径访问属性。键是用于标识属性的字条串。键路径指明了需要遍历的对象属性序列。

// 代码清单-18.3
//
// 名称类
@interface Name : NSObject
@property (nonatomic, retain) NSString * firstName;
@property (nonatomic, retain) NSString * lastName;
...
@end

// 地址类
@interface Address : NSObject
@property (nonatomic, retain) NSString * street;
@property (nonatomic, retain) NSString * city;
@property (nonatomic, retain) NSString * state;
@property (nonatomic, retain) NSString * zip;
...
@end

// 人类
@interface Person : NSObject
@property (nonatomic, retain) Name * name;
@property (nonatomic, retain) Name * address;
...
@end

// 标准属性访问方法和 KVC 编码
person.name.firstName = @"Bob";
[person setValue:@"Bob" forKeyPath:@"name.firstName"];
NSString *name = [person valueForKeyPath:@"name.firstName"];

// 使用 KVC 获取多个属性的值
NSArray * personKeys = @[@"name", @"address"];
NSDictionary * personValues = [person dictionaryWithValuesForKeys:personKeys];

// 使用 KVC 设置多个属性的值
Name * tom = [Name new];
Address * home = [Address new];
NSDictionary * personProperties = @[@"name":tom, @"address":home];
[person setValuesForKeysWithDictionary:personProperties];

<h3 id="kvcoperate">键值编码的集合操作符</h3>

键值编码含有一系列操作符，使用它们可以通过键路径点表达式对集合元素执行操作。下面是 KVC 集合操作符专用的键路径格式：

集合键路径.@操作符.属性键路径

这些专用路径会被用作 valueForKeyPath: 方法的参数，来执行集合操作。注意，键路径的各个部分之间是用点号分隔的。

• 集合键路径：如果存在，是指被执行操作的数组或集合（相对于接收对象而言）的键路径。
• 操作符：带有一个@前缀，是对集合执行的操作。
• 属性键路径：是操作符所使用集合的属性的键路径。

将 OrderItem 实例的集合存储在名为 ordeItems 的 NSArray 对象后，下面的表达式用带集合操作符的 KVC valueForKeyPath: 表达式。

// 代码清单-18.4
//
@interface OrderItem : NSObject
@property NSString * description;
@property NSString * quantity;
@property flaot * price;
...
@end 

// 计算 OrderItem 实例集合的 price 属性值总和
NSNumber * totalPrice = [orderItems valueForKeyPath:@"@sum.price"];
// 计算 OrderItem 实例集合的含有的对象数量
NSNumber * totalItems = [orderItems valueForKeyPath:@"@count"];

创建一个名为 order 的 Order 实例，使用 @count 操作符可以确定键路径集合中的对象数量。

// 代码清单-18.5
//
@interface Order : NSObject
@property NSArray * items
...
@end 

NSNumber * totalItems = [order valueForKeyPath:@"items@count"];

<h3 id="kvo">键值观察</h3>

键值观察（KVO）是一种通知机制，它使对象能够在其它对象的属性发生更改时获得通知。实际上，它是对观察软件设计模式的实现。它也是模型-视图-控制器（MVC）模式的关键组件。

键值观察的优点非常多，其中包括分割观察对象与被观察对象、提供框架级支持和功能齐全的 API 集合。

// 代码清单-18.6
//
// 通过调用addObserver:forKeyPath:options:context:方法，
// 在观察对象和被观察对象之间建立联系。admin 是观察者，person 是被观察者
// 添加观察对象
Administrator *admin = [Administrator new];
[person addObserver:admin
         forKeyPath:@"name"
            options:NSKeyValueObservingOptionNew
            context:NULL];
            
// 删除观察对象
[person removeObserver:admin forKeyPath:@"name"];

// 当被观察属性的值发生改变时，被观察对象就会调用观察对象中的
// observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:方法，在该方法中
// 观察者类实现了用于处理被观察属性更改情况的逻辑。
@implementation Administrator
...
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath
                  ofObject:(id)object
                    change:(NSDictionary *)change
                   context:(void *)context {
   if ([@"name" isEqual:keyPath]) {
    // 插入更新 name 属性的逻辑
   } else {
    [super observeValueForKeyPath:keyPath 
                         ofObject:object 
                           change:change 
                          context:context];
   }
}...
@end

<h3 id="kvonotification">键值观察和通知</h3>

通知 NSNotification 实例能够封装通用信息，因此它可以为广泛的系统事件（包括属性更改）提供支持；而键值观察仅支持对象属性更改通知功能，因此在处理纯属性更改情况时，与通知 API 相比，KVO API 会更加简单。

通知类使用交互的广播模型，其中的信息（封装在 NSNotification 对象中）会通过集中式通知中心（NSNotificationCenter实例）分发。从而无须接收对象注册通知功能，即可向一个以上的对象发送消息。通知类既支持同步传递通知，也支持异步传递通知（通过 NSNotificationQueue 实例）。通知机制将通知事件中的发送者和接收者完全隔开，所以二者之间没有直接的双向通信机制，它们必须注册通知才能进行双向通信。通知是由其名称标识的，因此它的名称必须具有唯一性，以确保通知能够被正确的观察者接收到。

键值观察使用点对点的交互模型，因此当属性改变时，被观察对象会直接向已注册的观察者发送通知，而且程序也会一直处于阻塞状态，直到相应的方法执行完为止。

<h3 id="kvckvosummary">小结</h3>

本章介绍了键值编程，它由 Objective-C 语言中一组功能最强大的机制和 API 构成。

• 通过键值编程可以通过名称（键）间接访问和操作对象的属性，而无须通过访问方法或属性的支持实例变量。
• 键值编码使用键和键路径访问属性。键用于表示指定属性的字条串。键路径指示了对象的属性序列（在对象图中），用于标识指定属性的遍历路径。KVC API 支持对一个对象中的一个或多个属性进行访问。属性的类型可以为基元、C语言数据结构和对象类型（包括集合）。Objective-C 会使用相应的对象类型，自动封装和解封基元和 C 语言结构。
• 键值观察可以使对象在其他对象的属性发生更改时获得通知。实际上，它是对观察软件设计模式的实现，也是模型-视图-控制器（MVC）设计模式的关键组件。键值观察以键值编码为基础。
• 键值观察提供了多个 API ，这些 API 既支持自动属性更改通知功能，也支持手动属性更改通知功能。它们使得观察者在属性更改之前和之后，都能执行逻辑。这些 API 支持特性、一对一和一对多关系属性。