一 類別的簡介
在開發中有時會用到Category，類別有三個作用：
(1)可以將類的實現分散到多個不同文件或多個不同框架中，方便代碼管理。也可以對框架提供類的擴展（因為框架類沒有源碼，不能修改）。
(2)創建對私有方法的前向引用：如果其他類中的方法未實現，在你訪問其他類的私有方法時編譯器報錯這時使用類別，在類別中聲明這些方法（不必提供方法實現），編譯器就不會再產生警告
(3)向對象添加非正式協議：創建一個NSObject的類別稱為“創建一個非正式協議”，因為可以作為任何類的委托對象使用。有兩個方面的局限性：(1)無法向類中添加新的實例變量，類別沒有位置容納實例變量。(2)名稱沖突，即當類別中的方法與原始類方法名稱沖突時，類別具有更高的優先級。類別方法將完全取代初始方法從而無法再使用初始方法。這個類似于方法的重載，但是這里是直接覆蓋了原方法。
但是我們又經常聽說在Category里面無法添加屬性，那么額。。?？催@里：
哦呦，屬性哎！！?。∈裁垂恚坎皇遣荒芴砑訉傩詥?？？？？這個問題真心煩人啊，怎么回事兒呢？以前看的他們說的Category不能添加屬性難道不對嗎？(⊙o⊙)…相信很多童鞋會有和我一樣的疑問。。。
首先解釋一下屬性和成員變量的區別吧：
二 屬性和成員變量的區別
@property (nonatomic, strong) UIButton *myButton;
我們聲明了一個屬性,因為現在我們用的編譯器已經是LLVM了，所以不再需要為屬性聲明實例變量了。如果LLVM發現一個沒有匹配實例變量的屬性，它將為你生成以下劃線開頭的實例變量_myButton，不需要自己手動再去寫實例變量。而且也不需要在.m文件中寫@synthesize myButton；也會自動為你生成setter，getter方法。@synthesize的作用就是讓編譯器為你自動生成setter與getter方法。那么在.m文件中可以直接的使用_myButton實例變量，也可以通過屬性self.myButton.兩者都是一樣的。
注意:
這里的self.myButton其實是調用的myButton屬性的getter/setter方法。
假如在Objective-C中我們
@interface MyViewController:UIViewController
{
NSString *name;
}
@end
.m文件中，self.name這樣的表達式是錯誤的。Xcode會提示你使用->,改成self->name就可以了。因為oc中點表達式是表示調用方法，而上面的代碼中沒有name這個方法。
Objective-C中的點語法說明:
如果點表達式出現在 "＝" 左邊，該屬性名稱的setter方法將被調用。如果點表達式出現在右邊，該屬性名稱的getter方法將被調用。所以在oc中點表達式其實就是調用對象的setter和getter方法的一種快捷方式。
@synthesize還有一個作用，可以指定與屬性對應的實例變量，例如@synthesize myButton = xxxx；那么self.myButton其實是操作的實例變量xxxx，而不是_myButton了。
在實際項目中,我們一般在.m中這樣寫:@synthesize myButton;這樣寫了之后，那么編譯器會自動生成myButton的實例變量，以及相應的getter和setter方法。注意：_myButton這個實例變量是不存在的，因為自動生成的實例變量為myButton而不是_myButton，所以現在@synthesize的作用就相當于指定實例變量；
如果.m文件中寫了@synthesize myButton;那么生成的實例變量就是myButton；如果沒寫@synthesize myButton;那么生成的實例變量就是_myButton。所以跟以前的用法還是有點細微的區別。
三 Category中屬性Property
我們經常看見在類別中這樣寫：
@property (nonatomic, assign) CGFloat x;
這里添加的屬性，實現我們在外部的調用，其實在這種情況下是不會自動生成實例變量的，我們只是通過重寫setter和getter方法來對self.frame進行操作，并不是針對的我們聲明的比如x，我們使用的時候getter方法中返回的是 self.frame.origin.x
屏幕快照 2016-03-15 21.21.14.png
為什么不能添加成員變量呢？
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：
typedef struct objc_class *Class;
objc_class結構體的定義如下：
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，默認為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。
在Objective-C提供的runtime函數中，確實有一個class_addIvar()函數用于給類添加成員變量，但是文檔中特別說明：
This function may only be called after objc_allocateClassPair and before objc_registerClassPair. Adding an instance variable to an existing class is not supported.
意思是說，這個函數只能在“構建一個類的過程中”調用。一旦完成類定義，就不能再添加成員變量了。經過編譯的類在程序啟動后就runtime加載，沒有機會調用addIvar。程序在運行時動態構建的類需要在調用objc_allocateClassPair之后，objc_registerClassPair之前才可以被使用，同樣沒有機會再添加成員變量。
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：
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的可為（可以添加實例方法，類方法，甚至可以實現協議，添加屬性）和不可為（無法添加實例變量）。
那我們為什么經常聽說說類別不能添加屬性呢？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，所以，盡管添加了屬性，也無法使用點語法調用getter和setter方法。那我們想要實現我們平時的屬性所具有的功能應該怎么樣做呢？
其實我們可以使用runtime去做，使用runtime去實現Category為已有的類添加新的屬性并生成getter和setter方法。不要忘記了Objective-C是動態語言。方法是通過runtime.h中objc_getAssociatedObject / objc_setAssociatedObject來訪問和生成關聯對象。這兩個方法可以讓一個對象和另一個對象關聯，就是說一個對象可以保持對另一個對象的引用，并獲取那個對象。
//NSObject+IndieBandName.h
@interface NSObject (IndieBandName)
@property (nonatomic, strong) NSString *indieBandName;
@end
上面是頭文件聲明，下面的實現的.m文件：
// NSObject+IndieBandName.m
#import "NSObject+Extension.h"
#import
static const void *IndieBandNameKey = &IndieBandNameKey;
@implementation NSObject (IndieBandName)
@dynamic indieBandName;
- (NSString *)indieBandName {
return objc_getAssociatedObject(self, IndieBandNameKey);
}
- (void)setIndieBandName:(NSString *)indieBandName {
objc_setAssociatedObject(self, IndieBandNameKey, indieBandName, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}
@end
通過runtime的兩種方法就可以為類別添加一個實例變量了。
四 Category與Extension
1、Extension的基本用法
Extension的創建方法與Category一樣，只要在原來選擇Category選擇Extension即可，比如我們為Person創建一個名為MyExtension的Extension，則最終會生成一個Person_MyExtension.h文件：
//? Person_MyExtension.h
#import "Person.h"
@interface Person ()
@end
但要注意的是和Category不同的是它不會生成Person_MyExtension.m文件。之后我們可以在Person_MyExtension.h中直接添加成員變量、屬性和方法，如下：
//? Person_MyExtension.h
#import "Person.h"
@interface Person ()
{
NSString * _address;
}
@property (nonatomic) NSInteger age;
-(NSString*)WhereAmI;
@end
他常用的形式不是創建一個單獨的文件，而是在實現文件中添加私有的成員變量、屬性和方法。例如：
//? Person.m
#import "Person.h"
/////////Extension start///////////
@interface Person ()
{
NSString * _address;
}
@property (nonatomic) NSInteger age;
-(NSString*)WhereAmI;
@end
/////////Extension end///////////
@implementation Person
-(NSString*)WhereAmI{
return @"誰知道你在哪里";
}
@end
2、Extension與Category區別
Extension
在編譯器決議，是類的一部分，在編譯器和頭文件的@interface和實現文件里的@implement一起形成了一個完整的類。
伴隨著類的產生而產生，也隨著類的消失而消失。
Extension一般用來隱藏類的私有消息，你必須有一個類的源碼才能添加一個類的Extension，所以對于系統一些類，如NSString，就無法添加類擴展
Category
是運行期決議的
類擴展可以添加實例變量，分類不能添加實例變量
原因：因為在運行期，對象的內存布局已經確定，如果添加實例變量會破壞類的內部布局，這對編譯性語言是災難性的。
作者：劉光軍_Shine
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來源：簡書
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