iOS开发-KVC底层原理及实践探究

一、什么是KVC？

KVC的全称是Key-Value Coding，翻译成中文是 键值编码，键值编码是由NSKeyValueCoding非正式协议启用的一种机制，对象采用该协议来间接访问其属性。实际上，KVC是对NSObject的协议扩展，当然也支持NSArray、NSDictionary、NSMutableDictionary、NSOrderedSet、NSSet。

1. 最常用的四个方法

//直接通过Key来取值
- (nullable id)valueForKey:(NSString *)key;
//通过Key来设值
- (void)setValue:(nullable id)value forKey:(NSString *)key;

//通过KeyPath来取值
- (nullable id)valueForKeyPath:(NSString *)keyPath; 
//通过KeyPath来设值                 
- (void)setValue:(nullable id)value forKeyPath:(NSString *)keyPath;  

2. 最简单的使用例子

现在有一个银行账户类BankAccount，银行账户有余额currentBalance属性，还有所属的用户信息Person类。

BankAccount类

@class Person;
@class Transaction;

@interface BankAccount : NSObject
@property (nonatomic, strong) NSNumber          *currentBalance;  //当前余额
@property (nonatomic, strong) Person            *owner;  //账户

@end

Person类

@interface Person : NSObject
@property (nonatomic, copy) NSString            *name;          // 名字
@property (nonatomic, copy) NSString            *age;          // 年龄

@end

我们日常开发中使用最多的赋值就是下面这种

    BankAccount *bankAcount = [[BankAccount alloc]init];
    Person *person = [Person new];
    person.name = @"根哥";
    person.age = @"20";
    
    bankAcount.currentBalance = @2000;
    bankAcount.owner =  person;

接下来就是KVC赋值了

    BankAccount *bankAcount = [[BankAccount alloc]init];
    Person *person = [Person new];
    bankAcount.owner =  person; //此处必须先初始化一个实例对象，才可进行赋值。
    
    [bankAcount setValue:@(200) forKey:@"currentBalance"];
    [bankAcount setValue:@"28" forKeyPath:@"owner.age"];

这个简单的例子只是为了让你对KVC稍微有点了解。

二、KVC底层原理

那么KVC是怎么通过字符串Key就可以给对象赋值的了，这就要说到KVC的赋值逻辑了。

• 当调用setValue:forKey:设置属性value时，其底层的执行流程为

1. 首先去对象里面找是否有setter方法，如果有则给成员变量key赋值。
2. 如果没有实现setter方法，则会看对象的
   + (BOOL)accessInstanceVariablesDirectly(它表示是否允许读取实例变量的值)是否返回YES，如果返回YES，则继续步骤3，否则会调用setValue:forUndefinedKey:方法，并抛出异常。
3. 满足2的条件下 ，会查找一个命名规则为_<key>、_is<Key>、<key>、is<Key>的实例变量。根据这个顺序，如果发现则将value赋值给实例变量。

• get的搜索规则
  get的搜索规则相对于set就有点复杂了,下面只做了解就可以了

1.通过getter方法搜索实例，例如get<Key>, <key>, is<Key>, <key>的拼接方案。按照这个顺序，如果发现符合的方法，就调用对应的方法并拿着结果跳转到第五步。否则，就继续到下一步。
2.如果没有找到简单的getter方法，则搜索其匹配模式的方法countOf<Key>、objectIn<Key>AtIndex:、<key>AtIndexes:。如果找到其中的第一个和其他两个中的一个，则创建一个集合代理对象NSKeyValueArray，该对象响应所有NSArray的方法并返回该对象。否则，继续到第三步。代理对象随后将NSArray接收到的countOf<Key>、objectIn<Key>AtIndex:、<key>AtIndexes:的消息给符合KVC规则的调用方。当代理对象和KVC调用方通过上面方法一起工作时，就会允许其行为类似于NSArray一样。
3.如果没有找到NSArray简单存取方法，或者NSArray存取方法组。则查找有没有countOf<Key>、enumeratorOf<Key>、memberOf<Key>:命名的方法。如果找到三个方法，则创建一个集合代理对象，该对象响应所有NSSet方法并返回。否则，继续执行第四步。此代理对象随后转换countOf<Key>、enumeratorOf<Key>、memberOf<Key>:方法调用到创建它的对象上。实际上，这个代理对象和NSSet一起工作，使得其表象上看起来是NSSet。
4.如果没有发现简单getter方法，或集合存取方法组，以及接收类方法accessInstanceVariablesDirectly是返回YES的。搜索一个名为<key>、_is<Key>、<key>、is<Key>的实例，根据他们的顺序。如果发现对应的实例，则立刻获得实例可用的值并跳转到第五步，否则，跳转到第六步。
5.如果取回的是一个对象指针，则直接返回这个结果。如果取回的是一个基础数据类型，但是这个基础数据类型是被NSNumber支持的，则存储为NSNumber并返回。如果取回的是一个不支持NSNumber的基础数据类型，则通过NSValue进行存储并返回。
6.如果所有情况都失败，则调用valueForUndefinedKey:方法并抛出异常，这是默认行为。但是子类可以重写此方法。

三、应用场景

1,用KVC中的函数来操作集合（集合主要指NSArray和NSSet，不包括NSDictionary）

上面的图是集合运算符的格式，主要是对象调用valueForKeyPath:方法进行操作。运算符有三种：
1）简单集合运算符共有@avg， @count ， @max ， @min ，@sum5种

    Transaction *transaction = [[Transaction alloc]init];
    transaction.name = @"3";
    transaction.money = @23;

    Transaction *transaction1 = [[Transaction alloc]init];
    transaction1.name = @"3";
    transaction1.money = @1000;
    
    NSArray *tempArray = [NSArray arrayWithObjects:transaction,transaction1, nil];
    
    NSNumber *maxValue = [tempArray valueForKeyPath:@"@max.money"];
就是遍历数组的每一个对象，然后对应属性的最大值。

2）对象运算@distinctUnionOfObjects返回去重后的数组，@unionOfObjects返回数组

    Transaction *transaction = [[Transaction alloc]init];
    transaction.name = @"3";
    transaction.money = @23;

    Transaction *transaction1 = [[Transaction alloc]init];
    transaction1.name = @"3";
    transaction1.money = @1000;
    
    NSArray *tempArray = [NSArray arrayWithObjects:transaction,transaction1, nil];
    
    NSNumber *avg = [tempArray valueForKeyPath:@"@max.money"];
    
    
    //返回对象中name的数组 下面两种方式一样
    NSArray *tempArray1 = [tempArray valueForKeyPath:@"@unionOfObjects.name"];  //[@"3", @"3"]
    NSArray *resultArray = [tempArray valueForKeyPath:@"name"];  //[@"3", @"3"]
    //    NSSet *set = [NSSet setWithArray:tempArray1]; //去重

    //@distinctUnionOfObjects将集合对象中，所有Transaction对象放在一个数组中，并将数组进行去重后返回。  比unionOfObjects多一步，会去重
    NSArray *tempArray2 = [tempArray valueForKeyPath:@"@distinctUnionOfObjects.name"]; //[@"3"]

3）Array和Set嵌套操作符@distinctUnionOfArrays,@distinctUnionOfSets,@unionOfArrays
就是数组或集合的双重嵌套。

    NSArray *dArray = @[tempArray,tempArray];
    NSArray *resultArray2 = [dArray valueForKeyPath:@"@distinctUnionOfArrays.name"]; //[@"3"]

2. 使用KVC实现高阶消息传递(就是对集合中的所有对象都执行某个方法,跟上面的函数运算类似)

  NSArray* stringArray = @[@"china",@"japan",@"korea"];
    NSArray* capArray = [stringArray valueForKey:@"capitalizedString"]; //执行首字符转大写的操作
    for (NSString* string  in capArray) {
        NSLog(@"首字母大写:%@",string);  //China Japan Korea
    }
    NSArray* arrCapStrLength = [stringArray valueForKeyPath:@"capitalizedString.length"];
    for (NSNumber* length  in arrCapStrLength) {
        NSLog(@"%ld",(long)length.integerValue);  5 5 5
    }

3, 多值操作(model和字典互转)

• 假设dict字典中有name，icon 的Key，XGYModel模型类中必须要有同名的name，icon属性与之相对应。
• 我们使用[XGYModel setValuesForKeysWithDictionary:dict];进行字典转模型。
  字典转模型的原理:

    // enumerateKeysAndObjectsUsingBlock:遍历字典中的所有keys和valus
[dict enumerateKeysAndObjectsUsingBlock:^(id key, id obj, BOOL *stop) {
    // 利用KVC给模型中属性赋值,,
    // key:用来给哪个属性
    // Value:给模型的值
    [XGYModel setValue:obj forKey:key];
}];

4. 修改内部控件的私有属性

比如自定义UITabbar，UIPageControl ....
//后续有待补充...