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Objective-C 最讓人詬病的也許就是不能給已有類添加屬性, 但是可以通過 Objective-C 的運行時機制關聯自定義屬性到對象上, 幾乎彌補了這個痛點.

Swift Extension 比 Objective-C Category 增色不少, extension 能夠給已有類添加計算型屬性, 這已經是很大的進步, 但是仍然不能添加存儲屬性. Swift 中也可以使用 Objective-C runtime 的關聯對象(Associated Objects)的方式添加屬性, 彌補這一痛點.

關聯對象(Associated Objects)

Swift 中提供三個與 Objective-C 類似的方法將自定義的屬性關聯到對象上:

1. objc_setAssociatedObject
2. objc_getAssociatedObject
3. objc_removeAssociatedObjects

注意: 使用 objc_removeAssociatedObjects 時要小心, 這個方法會刪除對象關聯的所有屬性, 就可能導致把別人添加的關聯屬性也刪掉. 如果要刪除某一個屬性, 使用 objc_setAssociatedObject 方法, value 置為 nil.

下面給 UIView 添加三種不同類型的屬性: isShow, displayName, width.

extension UIView {
    // 嵌套結構體
    private struct AssociatedKeys {
        static var isShowKey = "isShowKey"
        static var displayNameKey = "displayNameKey"
        static var widthKey = "widthKey"
    }
    
    // Bool 類型
    var isShow: Bool {
        get {
            return objc_getAssociatedObject(self, &AssociatedKeys.isShowKey) as! Bool
        }
        set {
            objc_setAssociatedObject(self, &AssociatedKeys.isShowKey, newValue, objc_AssociationPolicy.OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC)
        }
    }
    
    // String 類型
    var displayName: String? {
        get {
            return objc_getAssociatedObject(self, &AssociatedKeys.displayNameKey) as? String
        }
        set {
            objc_setAssociatedObject(self, &AssociatedKeys.displayNameKey, newValue, objc_AssociationPolicy.OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC)
        }
    }
    
    // Float 類型
    var width: Float {
        get {
            return objc_getAssociatedObject(self, &AssociatedKeys.widthKey) as! Float
        }
        set {
            objc_setAssociatedObject(self, &AssociatedKeys.widthKey, newValue, objc_AssociationPolicy.OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC)
        }
    }
}

上述列子說明幾點:

• 嵌套私有結構體, 聲明與擴展屬性對應的鍵(key). Swift Extension 提供了豐富的功能, 可以在 Extension 中嵌套類型, 使用 private 私有訪問控制, 不會污染整個命名空間, 而且能夠統一管理關聯對象鍵.
• Swift 的基本類型Int, Float, Double, Bool能夠自動隱式地轉換成 Objective-C 的 NSNumber 類型, 所以不需要顯示的包裝成 NSNumber 類型進行關聯.
• 如果使用 OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN 關聯策略時要注意, 文檔中指出是弱引用, 但不完全等同于 weak, 更像是 unsafe_unretained 引用, 關聯對象被釋放后,關聯屬性仍然保留被釋放的地址, 如果不小心訪問關聯屬性, 就會造成野指針訪問出錯.

Specifies a weak reference to the associated object.

抽取關聯對象方法

我們可以把關聯對象的方法提取成公共方法, 在 NSObject 類的 extension 里實現, 只要繼承自 NSObject 的類就能夠調用關聯對象方法, 通過Swift 泛型來關聯不同類型的屬性.

extension NSObject {
    func setAssociated<T>(value: T, associatedKey: UnsafeRawPointer, policy: objc_AssociationPolicy = objc_AssociationPolicy.OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC) -> Void {
        objc_setAssociatedObject(self, associatedKey, value, policy)
    }
    
    func getAssociated<T>(associatedKey: UnsafeRawPointer) -> T? {
        let value = objc_getAssociatedObject(self, associatedKey) as? T
        return value;
    }
}

我們只需要在 UIView+Extension.swift 中調動上面兩個方法即可, 目前只支持有可選類型的屬性.

extension UIView {
    private struct AssociatedKeys {
        static var displayNameKey = "displayNameKey"
    }
    
    var displayName: String? {
        get {
            return getAssociated(associatedKey: &AssociatedKeys.displayNameKey)
        }
        set {
            setAssociated(value: newValue, associatedKey: &AssociatedKeys.displayNameKey)
        }
    }
}   

關聯閉包屬性

開發中有時會給已有類關聯閉包屬性, 比如給 UIViewController 類添加一個 pushCompletion 的閉包屬性, 當導航控制器 push 動作完成后調用該控制器的 pushCompletion 閉包.
先按照最基本的方式來關聯對象, 如下:

typealias pushCompletionClosure = ()->()

extension UIViewController {
    private struct AssociatedKeys {
        static var pushCompletionKey = "pushCompletionKey"
    }
    
    var pushCompletion: pushCompletionClosure? {
        get {
            return objc_getAssociatedObject(self, &AssociatedKeys.pushCompletionKey) as? pushCompletionClosure
        }
        set {
            objc_setAssociatedObject(self, &AssociatedKeys.pushCompletionKey, newValue, objc_AssociationPolicy.OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC)
        }
    }
}

開開心心編譯一發, 發現編譯報錯:

關聯閉包報錯

1. 使用泛型包裝閉包屬性, 利用 NSObject+Extension.swift 中的 setAssociated 方法來關聯閉包.
2. 創建私有閉包容器類, 利用閉包容器間接關聯閉包屬性.

泛型包裝閉包屬性

setAssociated 方法需要泛型參數, 當傳入閉包后, 就會把閉包包裝成泛型.

set {
   setAssociated(value: newValue, associatedKey: &AssociatedKeys.pushCompletionKey)
}

閉包容器

使用閉包容器的方式關聯閉包屬性, 過程分為兩步:

1. 在 extension 中嵌套創建容器類, 容器類中定義需要關聯的閉包屬性.
2. 關聯對象時把容器類對象關聯到已有類, 間接的就把閉包屬性關聯到已有類.

閉包容器的方式是把閉包屬性包裝到了容器中, 再把容器對象關聯到已有類上, 跟泛型包裝閉包有異曲同工之處, 因此必須通過容器對象來訪問閉包, 如果需要給類關聯的閉包屬性相對較多, 這種方式也不失為一種好方法, 能統一管理閉包屬性, 代碼層級結構也比較清晰.

typealias pushCompletionClosure = ()->()

extension UIViewController {
    private struct AssociatedKeys {
        static var pushCompletionKey = "pushCompletionKey"
    }
    
    // 嵌套閉包容器類
    class closureContainer {
        var pushCompletion: pushCompletionClosure?
    }
    
    // 關聯容器屬性
    var container: closureContainer? {
        get {
            return objc_getAssociatedObject(self, &AssociatedKeys.pushCompletionKey) as? closureContainer
        }
        set {
            objc_setAssociatedObject(self, &AssociatedKeys.pushCompletionKey, newValue, objc_AssociationPolicy.OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC)
        }
    }
}

代碼在這里:
github

歡迎大家留言斧正!

參考鏈接:
http://swift.gg/2016/10/11/swift-extensions-can-add-stored-properties/
http://stackoverflow.com/questions/24133058/is-there-a-way-to-set-associated-objects-in-swift/25428409#25428409