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iOS分类动态添加实例变量的思考

iOS分类动态添加实例变量的思考

作者: 青鸟evergreen | 来源:发表于2017-02-16 14:47 被阅读151次

    分类亦称类别,开发中经常用到,不过我所做的一般是扩充方法,因为之前了解到分类是无法添加成员变量的,所以没有做过多考虑。后来看了些文章可以运用runtime动态地添加成员变量,于是自己也索性一试,看看有什么特别的。
    下面做一个UILabel的分类:UILabel+Associate
    .h文件中

    #import <UIKit/UIKit.h>
    @interface UILabel (Associate)
    @property(nonatomic,strong)UIColor * instanceColor;
    @end
    

    .m文件

    #import "UILabel+Associate.h"
    #import <objc/runtime.h>
    static void * instanceColorKey = &instanceColorKey;//申请一个固定地址
    @implementation UILabel (Associate)
    //第三个参数如果属性为整型,那么写法应该是加上@(),第四个参数根据枚举类型来选择
    - (void)setInstanceColor:(UIColor *)instanceColor{
        objc_setAssociatedObject(self, &instanceColorKey, instanceColor, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
    }
    - (UIColor*)instanceColor{
        return objc_getAssociatedObject(self, &instanceColorKey);
    }
    

    然后在一个VC里调用这个属性并赋以颜色,运行确实已经着色

     UILabel * lab = [[UILabel alloc]initWithFrame:CGRectMake(100, 100, 100, 40)];
     lab.instanceColor = [UIColor greenColor];
     lab.backgroundColor = lab.instanceColor;
     self.view.backgroundColor = [UIColor whiteColor];
     [self.view addSubview:lab];
    

    写到这可能会发现,这没什么特别的感觉啊,这明明白白就是可以声明属性并调用了,而且还有下图这种情况

    图1
    �图2

    明明可以声明属性,还可以调用setter方法,那还大费周章地用runtime显摆什么?然而事实是这样么

    先解释下属性和成员变量的区别:
    在老版本的Objective-C语言中,我们需要同时声明属性和底层实例变量,那时,属性是Objective-C语言的一个新的机制,并且要求你必须声明与之对应的实例变量,例如:

    @interface ViewController :UIViewController{  
    __strong UIButton *_Button;  
    }  
    @property (nonatomic, retain) UIButton * Button;  
    @end 
    

    后来,苹果将默认编译器从GCC转换为LLVM(low level virtual machine),从此不再需要为属性声明实例变量了。如果LLVM发现一个没有匹配实例变量的属性,它将自动创建一个以下划线开头的实例变量。因此,在这个版本中,�不需要手动写实例变量,也不需要在.m文件中写@synthesize button,同时会自动为你生成setter,getter方法。

    @interface ViewController :UIViewController
    @property (nonatomic, strong) UIButton * button;  
    @end
    

    在.m文件中,编译器自动生成的一个实例变量_button,可以直接调用,与通过属性self.button作用一样,但self.button调用的是其getter和setter方法。如果点表达式出现在等号 = 左边,该属性名称的setter方法将被调用。如果点表达式出现在右边,该属性名称的getter方法将被调用。
    在一些项目我们经常这样写:

    @interface ViewController :UIViewController
    {
        UIButton * button;
    }  
    @end
    

    此处button即为实例变量,无法使用点语法。获取方法应该为self->button;
    还有之前的一些比较老的写法,在.m中如此声明

    @synthesize button;
    

    @synthesize有两种作用,其一是让编译器为你自动生成setter与getter方法,其二可以指定与属性对应的实例变量。那么此处的实例变量就是button,如果没写这个,那么就为_button;

    那么如此一来就明白了,判断是否生成实例变量,按照上文方式,看能否直接调用UILabel+Associate中的_instanceLabel,然而并木有,如果不添加runtime语句,直接调用属性反而会直接报错,无法运行。

    @property (nonatomic, assign) CGSize size;
    

    我们在分类中看到的类似语句,仅仅调用了其setter,getter方法,是无法生成实例变量的。

    很多人在学到Category时都会有疑问,既然允许用Category给类增加方法和属性,那为什么不允许增加成员变量?

    在Objective-C提供的runtime函数中,确实有一个class_addIvar()函数用于给类添加成员变量,但是文档中特别说明:

    This function may only be called after objc_allocateClassPair and before objc_registerClassPair. Adding an instance variable to an existing class is not supported.
    

    这个函数只能在“构建一个类的过程中”调用。一旦完成类定义,就不能再添加成员变量了。经过编译的类在程序启动后就被runtime加载,没有机会调用addIvar。程序在运行时动态构建的类需要在调用objc_registerClassPair之后才可以被使用,同样没有机会再添加成员变量。

    那为什么runtime允许动态添加方法和属性,而不会引发问题呢?

    因为方法和属性并不“属于”类实例,而成员变量“属于”类实例。我们所说的“类实例”概念,指的是一块内存区域,包含了isa指针和所有的成员变量。所以假如允许动态修改类成员变量布局,已经创建出的类实例就不符合类定义了,变成了无效对象。但方法定义是在objc_class中管理的,不管如何增删类方法,都不影响类实例的内存布局,已经创建出的类实例仍然可正常使用。

    那么由此分类的作用与局限便清晰了,以下做个总结。
    作用:
    1.分类可以在不获悉,不改变原来代码的情况下往里面添加新的方法,但不能添加实例变量
    2.如果分类和原来类中的方法产生名称冲突,则分类将覆盖原来的方法,因为分类具有更高的优先级

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