iOS分類(category),類擴展(extension)—史上最全攻略

背景:

在大型項目,企業(yè)級開發(fā)中多人同時維護同一個類,這樣勢必會導(dǎo)致當前類隨著項目開展,變得臃腫,iOS中的分類(Category)就很好的解決了這個問題。

分類(Category):

概念

分類(Category)是OC中的特有語法,它是表示一個指向分類的結(jié)構(gòu)體的指針。原則上它只能增加方法,不能增加成員(實例)變量。具體原因看源碼組成:

Category源碼:

Category
Category 是表示一個指向分類的結(jié)構(gòu)體的指針,其定義如下:
typedef struct objc_category *Category;
struct objc_category {
  char *category_name                          OBJC2_UNAVAILABLE; // 分類名
  char *class_name                             OBJC2_UNAVAILABLE; // 分類所屬的類名
  struct objc_method_list *instance_methods    OBJC2_UNAVAILABLE; // 實例方法列表
  struct objc_method_list *class_methods       OBJC2_UNAVAILABLE; // 類方法列表
  struct objc_protocol_list *protocols         OBJC2_UNAVAILABLE; // 分類所實現(xiàn)的協(xié)議列表
}
通過上面我們可以發(fā)現(xiàn),這個結(jié)構(gòu)體主要包含了分類定義的實例方法與類方法,其中instance_methods 列表是 objc_class 中方法列表的一個子集,而class_methods列表是元類方法列表的一個子集。
但這個結(jié)構(gòu)體里面

根本沒有屬性列表,
根本沒有屬性列表,
根本沒有屬性列表。

注意
1.分類是用于給原有類添加方法的,因為分類的結(jié)構(gòu)體指針中,沒有屬性列表,只有方法列表。所以< 原則上講它只能添加方法, 不能添加屬性(成員變量),實際上可以通過其它方式添加屬性> ;
2.分類中的可以寫@property, 但不會生成setter/getter方法, 也不會生成實現(xiàn)以及私有的成員變量(編譯時會報警告);
3.可以在分類中訪問原有類中.h中的屬性;
4.如果分類中有和原有類同名的方法, 會優(yōu)先調(diào)用分類中的方法, 就是說會忽略原有類的方法。所以同名方法調(diào)用的優(yōu)先級為 分類 > 本類 > 父類。因此在開發(fā)中盡量不要覆蓋原有類;
5.如果多個分類中都有和原有類中同名的方法, 那么調(diào)用該方法的時候執(zhí)行誰由編譯器決定;編譯器會執(zhí)行最后一個參與編譯的分類中的方法。

分類格式:

@interface 待擴展的類(分類的名稱)
@end

@implementation 待擴展的名稱(分類的名稱)
@end

實際代碼如下:

//  Programmer+Category.h文件中
@interface Programmer (Category)

@property(nonatomic,copy) NSString *nameWithSetterGetter;           //設(shè)置setter/getter方法的屬性

@property(nonatomic,copy) NSString *nameWithoutSetterGetter;        //不設(shè)置setter/getter方法的屬性(注意是可以寫在這,而且編譯只會報警告,運行不報錯)

- (void) programCategoryMethod;                                     //分類方法

@end

//  Programmer+Category.m文件中

那么問題來了:

為什么在分類中聲明屬性時,運行不會出錯呢?
既然分類不讓添加屬性,那為什么我寫了@property仍然還以編譯通過呢?

接下來我們探究下分類不能添加屬性的實質(zhì)原因:

我們知道在一個類中用@property聲明屬性,編譯器會自動幫我們生成_成員變量setter/getter,但分類的指針結(jié)構(gòu)體中,根本沒有屬性列表。所以在分類中用@property聲明屬性,既無法生成_成員變量也無法生成setter/getter
因此結(jié)論是:我們可以用@property聲明屬性,編譯和運行都會通過,只要不使用程序也不會崩潰。但如果調(diào)用了_成員變量setter/getter方法,報錯就在所難免了。


報錯原因如下

//普通聲明,無setter/getter
//    programmer.nameWithoutSetterGetter = @"無setter/getter";    //調(diào)用setter,編譯成功,運行報錯為:(-[Programmer setNameWithSetterGetter:]: unrecognized selector sent to instance 0x7f9de358fd70')
    
//    NSLog(@"%@",programmer.nameWithoutSetterGetter);           //調(diào)用getter,編譯成功,運行報錯為-[Programmer setNameWithSetterGetter:]: unrecognized selector sent to instance 0x7fe22be11ea0'

//    NSLog(@"%@",_nameWithoutSetterGetter);        //這是調(diào)用_成員變量,錯誤提示為:(Use of undeclared identifier '_nameWithoutSetterGetter')

那接下來我們繼續(xù)思考:
既然報錯的根本原因是使用了系統(tǒng)沒有生成的setter/getter方法,可不可以在手動添加setter/getter來避免崩潰,完成調(diào)用呢?
其實是可以的。由于OC是動態(tài)語言,方法真正的實現(xiàn)是通過runtime完成的,雖然系統(tǒng)不給我們生成setter/getter,但我們可以通過runtime手動添加setter/getter方法。那具體怎么實現(xiàn)呢?

代碼實現(xiàn)如下:

按照這個思路,我們通過運行時手動添加這個方法。

#import <objc/runtime.h>

static NSString *nameWithSetterGetterKey = @"nameWithSetterGetterKey";   //定義一個key值
@implementation Programmer (Category)

//運行時實現(xiàn)setter方法
- (void)setNameWithSetterGetter:(NSString *)nameWithSetterGetter {
        objc_setAssociatedObject(self, &nameWithSetterGetterKey, nameWithSetterGetter, OBJC_ASSOCIATION_COPY);
}

//運行時實現(xiàn)getter方法
- (NSString *)nameWithSetterGetter {
    return objc_getAssociatedObject(self, &nameWithSetterGetterKey);
}

@end

實際使用效果

//通過runtime實現(xiàn)了setter/getter
    programmer.nameWithSetterGetter = @"有setter/getter";    //調(diào)用setter,成功
    NSLog(@"%@",programmer.nameWithSetterGetter);            //調(diào)用getter,成功
//    NSLog(@"%@",_nameWithSetterGetter); //這是調(diào)用_成員變量,錯誤提示為:(Use of undeclared identifier '_nameWithSetterGetter')

問題解決。

但是注意,以上代碼僅僅是手動實現(xiàn)了setter/getter方法,但調(diào)用_成員變量依然報錯。

類擴展(Class Extension)

Extension是Category的一個特例。類擴展與分類相比只少了分類的名稱,所以稱之為“匿名分類”。
其實開發(fā)當中,我們幾乎天天在使用。對于有些人來說像是最熟悉的陌生人。

類擴展格式:

@interface XXX ()
//私有屬性
//私有方法(如果不實現(xiàn),編譯時會報警,Method definition for 'XXX' not found)
@end

作用:

為一個類添加額外的原來沒有變量,方法和屬性
一般的類擴展寫到.m文件中
一般的私有屬性寫到.m文件中的類擴展中


類別與類擴展的區(qū)別:

①類別中原則上只能增加方法(能添加屬性的的原因只是通過runtime解決無setter/getter的問題而已);
②類擴展不僅可以增加方法,還可以增加實例變量(或者屬性),只是該實例變量默認是@private類型的(
用范圍只能在自身類,而不是子類或其他地方);
③類擴展中聲明的方法沒被實現(xiàn),編譯器會報警,但是類別中的方法沒被實現(xiàn)編譯器是不會有任何警告的。這是因為類擴展是在編譯階段被添加到類中,而類別是在運行時添加到類中
④類擴展不能像類別那樣擁有獨立的實現(xiàn)部分(@implementation部分),也就是說,類擴展所聲明的方法必須依托對應(yīng)類的實現(xiàn)部分來實現(xiàn)。
⑤定義在 .m 文件中的類擴展方法為私有的,定義在 .h 文件(頭文件)中的類擴展方法為公有的。類擴展是在 .m 文件中聲明私有方法的非常好的方式。

點擊下載Demo

最后總結(jié):

關(guān)于分類,類擴展等問題,在很多概念性的東西網(wǎng)上講解的很是模糊,而且在實際應(yīng)用的背后的原理上也少有展開。作者寫這篇文章的目的就是想讓讀者對分類,類擴展等常見的問題有個清晰的認識,免了看了記不住,記住又記不對,記對了又不明白原因。
在實際開發(fā)中,很多工具類都是分類,類擴展的實際應(yīng)用,關(guān)于category及其OC的深入研究,請轉(zhuǎn)移到Github—>OCDeepLearning
歡迎star和issues參與討論,歡迎start和follow。
文章是本人通過實際代碼和自己的開發(fā)經(jīng)驗整理而成,如果你喜歡我的文章,歡迎喜歡和打賞。技術(shù)的進步成長需要交流碰撞,也期待你的留言評論,不要只做一個MARK黨。

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