第四章 協議與分類—第24條:將類的實現代碼分散到便于管理的數個分類之中

類中經常容易填滿各種方法,而這些方法的代碼則全部堆在一個巨大的實現文件里。有時這么做是合理的,因為即便通過重構把這個類打散,效果也不會更好。在此情況下,可以通過Objective-C的"分類"機制,把類代碼按邏輯劃入幾個分區中,這對開發與調試都有好處。
比如說,我們把個人信息建模為類。那么這個類就可能包含下面幾個方法:

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface EOCPerson : NSObject
@property (nonatomic, copy, readonly) NSString *firstName;
@property (nonatomic, copy, readonly) NSString *lastName;
@property (nonatomic, strong, readonly) NSArray *friends;

- (id)initWithFirstName:(NSString*)firstName andLastName:(NSString*)lastName;

/* Friendship methods */
- (void)addFriend:(EOCPerson*)person;
- (void)removeFriend:(EOCPerson*)person;
- (BOOL)isFriendsWith:(EOCPerson*)person;

/* Work methods */
- (void)performDaysWork;
- (void)takeVacationFromWork;

/* Play methods */
- (void)goToTheCinema;
- (void)goToSportsGame;

@end

在實現該類時,所有方法的代碼可能會寫在一個大文件里。如果還向類中繼續添加方法的話,那么源代碼文件就會越來越大,變得難于管理。所以說,應該把這樣的類分成幾個不同的部分。例如,可以用"分類"機制把剛才的類改寫成下面這樣:

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface EOCPerson : NSObject
@property (nonatomic, copy, readonly) NSString *firstName;
@property (nonatomic, copy, readonly) NSString *lastName;
@property (nonatomic, strong, readonly) NSArray *friends;

- (id)initWithFirstName:(NSString*)firstName 
            andLastName:(NSString*)lastName;
@end

@interface EOCPerson (Friendship)
- (void)addFriend:(EOCPerson*)person;
- (void)removeFriend:(EOCPerson*)person;
- (BOOL)isFriendsWith:(EOCPerson*)person;
@end

@interface EOCPerson (Work)
- (void)performDaysWork;
- (void)takeVacationFromWork;
@end

@interface EOCPerson (Play)
- (void)goToTheCinema;
- (void)goToSportsGame;
@end

現在,類的實現代碼按照方法分成了好幾個部分。所以說,這項語言特性當然就叫做"分類"啦。在本例中,類的基本要素(諸如屬性與初始化方法等)都聲明在"主實現"(main implementation)里。執行不同類型的操作所用的另外幾套方法則歸入各個分類中。
使用分類機制之后,依然可以把整個類都定義在一個接口文件中,并將其代碼寫在一個實現文件里。可是,隨著分類數量增加,當前這份實現文件很快就膨脹得無法管理了。此時可以把每個分類提取到各自的文件中去。以EOCPerson為例,可以按照其分類拆分成下列幾個文件:

  • EOCPerson + Friendship(.h/.m)
  • EOCPerson + Work(.h/.m)
  • EOCPerson + Play(.h/.m)
    比方說,與交友功能相關的那個分類可以這樣寫:
// EOCPerson+Friendship.h
#import "EOCPerson.h"

@interface EOCPerson (Friendship)
- (void)addFriend:(EOCPerson*)person;
- (void)removeFriend:(EOCPerson*)person;
- (BOOL)isFriendsWith:(EOCPerson*)person;
@end

// EOCPerson+Friendship.m
#import "EOCPerson+Friendship.h"

@implementation EOCPerson (Friendship)
- (void)addFriend:(EOCPerson*)person {
    …
}
- (void)removeFriend:(EOCPerson*)person {
    …
}
- (BOOL)isFriendsWith:(EOCPerson*)person {
    …
}
@end

通過分類機制,可以把類代碼分成很多個易于管理的小塊,以便單獨檢視。使用分類機制之后,如果想用分類中的方法,那么要記得在引入EOCPerson.h時一并引入分類的頭文件。雖然稍微有點麻煩,不過分類仍然是一種管理代碼的好辦法。
即使類本身不是太大,我們也可以使用分類機制將其切割成幾塊,把相應代碼歸入不同的"功能區"(functional area)中。Cocoa中的NSURLRequest類及其可變版本NSMutableURLRequest類就是這么做的。這個類用于執行從URL中獲取數據的請求,而且通常使用HTTP協議從因特網中的某個服務器上獲取,不過,由于該類設計得較為通用,所以也可以使用其他協議。與標準的URL請求相比,執行HTTP請求時還需要另外一些信息,例如"HTTP"方法(HTTP method,GET、POST等)或HTTP頭(HTTP header)。
然而卻不便從NSURLRequest中繼承子類以實現HTTP協議的特殊需求,因為本類包裹了一套操作CFURLRequest數據結構所需的C函數,所有"HTTP方法"都包含在這個結構里。于是,為了擴展NSURLRequest類,把與HTTP有關的方法歸入名為NSHTTPURLRequest的分類中,而把與可變版本有關的方法歸入名為NSMutableHTTPURLRequest的分類中。這樣,所有底層CFURLRequest函數就都封裝在同一個Objective-C類里了,而在這個類里,與HTTP有關的方法卻又要單獨放在一處,因為若是不這么做的話,該類的使用者就會有疑問,為什么能在使用FTP協議的request對象上設置"HTTP方法"呢?
之所以要將類代碼打散到分類中還有個原因,就是便于調試:對于某個分類中的所有方法來說,分類名稱都會出現在其符號中。例如,"addFriend:"方法的"符號名"(symbol name)如下:

- [EOCPerson(Friendship) addFriend:]

在調試器的回溯信息中,會看到類似下面這樣的內容:

frame #2: 0x00001c50 Test '-[EOCPerson(Friendship) addFriend:] + 32 at main.m : 46

根據回溯信息中的分類名稱,很容易就能精確定位到類中的方法所屬的功能區,這對于某些應該視為私有的方法來說更是極為有用。可以創建名為Private的分類,把這種方法全都放在里面。這個分類里的方法一般只會在類或框架內部使用,而無須對外公布。這樣一來,類的使用者有時可能會在查看回溯信息時發現private一詞,從而知道不應該直接調用此方法了。這可算作一種編寫"自我描述式代碼"(self-documenting code)的辦法。
在編寫準備分享給其他開發者使用的程序庫時,可以考慮創建Private分類。經常會遇到這樣一些方法: 它們不是公共API的一部分,然而卻非常適合在程序庫之內使用。此時應該創建Private分類,如果程序庫中的某個地方要用到這些方法,那就引入此分類的頭文件。而分類的頭文件并不隨程序庫一并公開,于是該庫的使用者也就不知道庫里面還有這些私有方法了。

要點

  • 使用分類機制把類的實現代碼劃分成易于管理的小塊
  • 將應該視為"私有"的方法歸入名叫Private的分類中,以隱藏實現代碼
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