(一)Category
1、什麼是Category?
category是Objective-C 2.0之後添加的語言特性,別人口中的分類、類別其實都是指的category。category的主要作用是爲已經存在的類添加方法。除此之外,apple還推薦了category的另外兩個使用場景。
可以把類的實現分開在幾個不同的文件裏面。這樣做有幾個顯而易見的好處。
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可以減少單個文件的體積
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可以把不同的功能組織到不同的category裏
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可以由多個開發者共同完成一個類
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可以按需加載想要的category
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聲明私有方法
apple 的SDK中就大面積的使用了category這一特性。比如UIKit中的UIView。apple把不同的功能API進行了分類,這些分類包括UIViewGeometry、UIViewHierarchy、UIViewRendering等。
不過除了apple推薦的使用場景,廣大開發者腦洞大開,還衍生出了category的其他幾個使用場景:
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模擬多繼承(另外可以模擬多繼承的還有protocol)
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把framework的私有方法公開
2、category特點
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category只能給某個已有的類擴充方法,不能擴充成員變量。
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category中也可以添加屬性,只不過@property只會生成setter和getter的聲明,不會生成setter和getter的實現以及成員變量。
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如果category中的方法和類中原有方法同名,運行時會優先調用category中的方法。也就是,category中的方法會覆蓋掉類中原有的方法。所以開發中儘量保證不要讓分類中的方法和原有類中的方法名相同。避免出現這種情況的解決方案是給分類的方法名統一添加前綴。比如category_。
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如果多個category中存在同名的方法,運行時到底調用哪個方法由編譯器決定,最後一個參與編譯的方法會被調用。
如下圖,給UIView添加了兩個category(one 和 two),並且給這兩個分類都添加了名爲log的方法:
UIView+one
UIView+two
在viewController中引入這兩個category的.h文件。調用log方法:
調用category方法
當編譯順序如下圖所示時,調用UIView + one.m的log方法,如下圖:
編譯順序
調用結果
將UIView + one.m移動到UIView + two.m上面,調用UIView + two.m的log方法,如下圖:
編譯順序
調用結果
3、調用優先級
分類(category) > 本類 > 父類。即,優先調用cateory中的方法,然後調用本類方法,最後調用父類方法。
注意:category是在運行時加載的,不是在編譯時。
4、爲什麼category不能添加成員變量?
Objective-C類是由Class類型來表示的,它實際上是一個指向objc_class結構體的指針。它的定義如下:
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typedef struct objc_class *Class; |
objc_class結構體的定義如下:
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struct objc_class { Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY; #if !__OBJC2__ Class super_class OBJC2_UNAVAILABLE; // 父類 const char *name OBJC2_UNAVAILABLE; // 類名 long version OBJC2_UNAVAILABLE; // 類的版本信息,默認爲0 long info OBJC2_UNAVAILABLE; // 類信息,供運行期使用的一些位標識 long instance_size OBJC2_UNAVAILABLE; // 該類的實例變量大小 struct objc_ivar_list *ivars OBJC2_UNAVAILABLE; // 該類的成員變量鏈表 struct objc_method_list **methodLists OBJC2_UNAVAILABLE; // 方法定義的鏈表 struct objc_cache *cache OBJC2_UNAVAILABLE; // 方法緩存 struct objc_protocol_list *protocols OBJC2_UNAVAILABLE; // 協議鏈表 #endif } OBJC2_UNAVAILABLE; |
在上面的objc_class結構體中,ivars是objc_ivar_list(成員變量列表)指針;methodLists是指向objc_method_list指針的指針。在Runtime中,objc_class結構體大小是固定的,不可能往這個結構體中添加數據,只能修改。所以ivars指向的是一個固定區域,只能修改成員變量值,不能增加成員變量個數。methodList是一個二維數組,所以可以修改*methodLists的值來增加成員方法,雖沒辦法擴展methodLists指向的內存區域,卻可以改變這個內存區域的值(存儲的是指針)。因此,可以動態添加方法,不能添加成員變量。
5、category中能添加屬性嗎?
Category不能添加成員變量(instance variables),那到底能不能添加屬性(property)呢?
這個我們要從Category的結構體開始分析:
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typedef struct category_t { const char *name; //類的名字 classref_t cls; //類 struct method_list_t *instanceMethods; //category中所有給類添加的實例方法的列表 struct method_list_t *classMethods; //category中所有添加的類方法的列表 struct protocol_list_t *protocols; //category實現的所有協議的列表 struct property_list_t *instanceProperties; //category中添加的所有屬性 } category_t; |
從Category的定義也可以看出Category的可爲(可以添加實例方法,類方法,甚至可以實現協議,添加屬性)和不可爲(無法添加實例變量)。
但是爲什麼網上很多人都說Category不能添加屬性呢?
實際上,Category實際上允許添加屬性的,同樣可以使用@property,但是不會生成_變量(帶下劃線的成員變量),也不會生成添加屬性的getter和setter方法的實現,所以,儘管添加了屬性,也無法使用點語法調用getter和setter方法(實際上,點語法是可以寫的,只不過在運行時調用到這個方法時候會報方法找不到的錯誤,如下圖)。但實際上可以使用runtime去實現Category爲已有的類添加新的屬性並生成getter和setter方法。詳細內容可以看峯哥之前的文章:《iOS Runtime之四:關聯對象》
給category添加property
調用category中property的setter(報方法找不到的錯誤)
調用category中property的getter(報方法找不到的錯誤)
需要注意的有兩點:
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1)、category的方法沒有“完全替換掉”原來類已經有的方法,也就是說如果category和原來類都有methodA,那麼category附加完成之後,類的方法列表裏會有兩個methodA。
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2)、category的方法被放到了新方法列表的前面,而原來類的方法被放到了新方法列表的後面,這也就是我們平常所說的category的方法會“覆蓋”掉原來類的同名方法,這是因爲運行時在查找方法的時候是順着方法列表的順序查找的,它只要一找到對應名字的方法,就會罷休,殊不知後面可能還有一樣名字的方法。
(二)Extension
1、 什麼是extension
extension被開發者稱之爲擴展、延展、匿名分類。extension看起來很像一個匿名的category,但是extension和category幾乎完全是兩個東西。和category不同的是extension不但可以聲明方法,還可以聲明屬性、成員變量。extension一般用於聲明私有方法,私有屬性,私有成員變量。
2、 extension的存在形式
category是擁有.h文件和.m文件的東西。但是extension不然。extension只存在於一個.h文件中,或者extension只能寄生於一個類的.m文件中。比如,viewController.m文件中通常寄生這麼個東西,其實這就是一個extension:
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@interface ViewController () @end |
當然我們也可以創建一個單獨的extension文件,如下圖:
UIView_extension.h中聲明方法:
導入UIView_extension.h文件進行使用:
注意:extension常用的形式並不是以一個單獨的.h文件存在,而是寄生在類的.m文件中。
(三)category和extension的區別
就category和extension的區別來看,我們可以推導出一個明顯的事實,extension可以添加實例變量,而category是無法添加實例變量的(因爲在運行期,對象的內存佈局已經確定,如果添加實例變量就會破壞類的內部佈局,這對編譯型語言來說是災難性的)。
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extension在編譯期決議,它就是類的一部分,但是category則完全不一樣,它是在運行期決議的。extension在編譯期和頭文件裏的@interface以及實現文件裏的@implement一起形成一個完整的類,它、extension伴隨類的產生而產生,亦隨之一起消亡。
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extension一般用來隱藏類的私有信息,你必須有一個類的源碼才能爲一個類添加extension,所以你無法爲系統的類比如NSString添加extension,除非創建子類再添加extension。而category不需要有類的源碼,我們可以給系統提供的類添加category。
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extension可以添加實例變量,而category不可以。
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extension和category都可以添加屬性,但是category的屬性不能生成成員變量和getter、setter方法的實現。
文/VV木公子(簡書作者)
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參考文章
本文轉載自:http://www.cocoachina.com/ios/20170502/19163.html