iOS分类Category相关知识

分类能干什么

· 为现有类添加实例方法
· 为现有类添加类方法（静态方法）
· 为现有类添加属性
· 为现有类添加协议
· 添加实例变量（关联对象技术）
· 公开私有方法

数据结构

我们先通过一幅图来了解分类的数据结构。我们可以看到分类名称、宿主类(cls)、实例方法列表、类方法列表、协议列表、属性列表。等等，实例变量呢？没错，分类的数据结构决定了它不支持添加实例变量，但是我们通过关联对象技术可以实现实例变量的添加。

分类数据结构

创建分类

新建一个Objective-C File类型文件，File Type 选择Category，键入名称ABC后会新建NSObject+ABC.h、NSObject+ABC.m分类文件。

添加方法

// .h头文件
@interface NSObject (ABC)
// 实例方法
- (void)abc_Method;
// 类方法
+ (void)abc_StaticMethod;

@end
// .m实现文件
@implementation NSObject (ABC)

- (void)abc_Method
{
    NSLog(@"%@", NSStringFromSelector(_cmd));
}

+ (void)abc_StaticMethod
{
    NSLog(@"%@", NSStringFromSelector(_cmd));
}

@end

这里抛出一个小问题：使用类名来访问实例方法时，会出现什么结果？
[NSObject performSelector:@selector(abc_Method) withObject:nil];
答案是正常输出abc_Method，具体原因可以查阅runtime相关知识。

添加属性

为分类添加属性实际上就是通过手动实现getter和setter的方式对类的实例变量进行赋值、取值操作。

// 头文件
@interface UIView (ABC)

@property (nonatomic, assign) CGFloat x;

@end
// 实现文件
@implementation UIView (ABC)

- (void)setX:(CGFloat)x
{
    CGRect frame = self.frame;
    frame.origin.x = x;
    self.frame = frame;
}

- (CGFloat)x
{
    return self.frame.origin.x;
}

@end

添加实例变量

由于实例变量是在编译时决议的，因此为分类添加实例变量实际上并不是真的添加宿主类中，我们通过分类的数据结构也能看出数据结构中并没有保存实例变量的位置。

那么实例变量被添加到了哪个地方呢？

关联对象由AssociationsManager管理并在AssociationsHashMap中存储。它是一个全局容器，这就意味着我们为不同宿主所添加的所有分类的实例变量都保存在同一个容器中，在dealloc的时候会自动清理该容器中的实例变量。

相关逻辑：系统使用self地址获得一个hash值，通过这个hash值可以在容器中找到对应的实例变量map，map通过KEY可以找到对应的value，具体实现方式如下：

// 头文件
@interface NSObject (ABC)

@property (nonatomic, copy) NSString * abc_aString;

@end
// 实现文件
#import <objc/runtime.h>

static const void * ABC_ASTRING_KEY = &ABC_ASTRING_KEY;

@implementation NSObject (ABC)

- (NSString *)abc_aString
{
    return objc_getAssociatedObject(self, ABC_ASTRING_KEY);
}

- (void)setAbc_aString:(NSString *)abc_aString
{
    objc_setAssociatedObject(self, ABC_ASTRING_KEY, abc_aString, OBJC_ASSOCIATION_COPY);
}
// objc_removeAssociatedObjects(self); 此方法用于动态移除所有关联变量，此处未用到。
@end

拓展（匿名分类）

拓展很多童鞋们都用过，但不一定知道这就叫拓展。Objective-C 2.0之后分类新增了一种特殊分类，我们称之为匿名分类或者拓展，可以在实现文件中使用如下方式为自定义类添加拓展，使用此方式添加的属性、方法、变量均属于私有。

//VC.h 文件
@interface VC: UIViewController
@end

// VC.m 文件
@interface VC ()
// 拓展
// 添加属性、实例方法、类方法、实例变量
@end

@implementation VC
@end

特性

1. 分类属于运行时决议，也就是通过runtime方法在运行时才将添加的方法、属性添加到宿主类上。
2. 拓展属于编译时决议，系统类不能添加拓展，并且只以声明的形式存在，通常存在于 .m 文件中。
3. 为同一个宿主类添加多个分类时，如果存在同名方法，那么最后编译的方法会生效。

设计原则

1. 我们在使用分类的过程中，如果一个分类过于臃肿，根据设计原则中的单一性和接口隔离原则，我们应该使用拆分多个分类的方式来设计分类，以便代码管理。
2. 分类中的方法命名最好与分类文件名称相关。

本文图片来源为慕课网-于海老师课件