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Objective-C 对象模式深入分析

2024-11-05 10:54:02   211人阅读

The Objective-C object model
作为一名Objective-C的软件开发者，你可以在不需要理解Objective-C的鼻祖C语言和Objective-C所采用的对象模型的情况下，依然能够完成许多的工作。事实上，因为这些特性的确很复杂，要去学习这些个对象模型可能会令你感到望而却步。
虽然这个问题的确比较复杂，但是还是有努力去学习它的必要性的，因为你最终还是会需要和Objective-C运行时的情况打交道的，而那个时候理解了对象模型将会帮助你更好地解决此类问题。
端起一杯茶，或者一杯咖啡，跟着我一起来探索Objective-C的对象模型吧。

对象是类的实例

看起来这个是很明显的，但是我们不妨花些时间来认真思考一下当我们说“一个对象是一个类的实例”的时候，这句话意味着意味着什么。以下面的代码举例说明。
NSString *name = [NSString stringWithFormat:@"%@", @"Peter"];
这个代码看起来更像是人造的，而不是实际使用需要的一段代码，但是它对于展示Objective-C运行时的具体工作方式是很重要的。当上述代码执行完毕后，我们最终获取到的是一个叫做name的变量，该变量是NSString类的一个实例，请细想一下以下知识：
  • 对象（类的实例）是用来保存状态的
  • 一个对象的状态保存在它的实例变量内。比如，上述代码中的name变量分配了一些内存用来保存字符串内容"Peter"
  • name变量同时也包含了一个指向它所在的类（NSString）的指针
  • Objective-C里面，对象不包含任何方法（行为），仅仅保存着状态信息
  • 类只包含方法，不包含任何状态信息。这些包含的方法是他们的实例能够响应的方法（即实例方法）
  • 为了使得我们清楚一些，我们再重复一遍：对象包含了保存的状态（即实例变量），而类包含了保存的行为（方法）
为了使得表述更加具体，我们来看看下面的图标：
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实例方法图
上图中蓝色的框框表示name变量（类NSString的一个实例）。根据上图所示，让我们来看一下，如果你向变量name发送length的消息，那么会发生什么？
NSUInteger len = [name length];
  1. 首先Objective-C会询问变量name是哪个类的实例，因为所有的方法都包含在类里面，所以从那里面才能开始寻找方法length在哪。
  2. 因为name是类NSString的实例变量，所以Objective-C将会先找到类NSString，然后开始查找方法length。
  3. 如果Objective-C在类NSString里面找到了方法length，那么它就会停止查找并开始执行方法。否则，它就会根据类的继承关系继续查找。
需要说明一点的是，上面所描述的过程是经过我的简化的，我没有考虑方法存储的其他情况。（比如Objective-C的分类）


类也是对象

既然类能够保存它的实例的方法（实例方法），那么类方法保存在哪里呢？我们再来看看创建变量name的代码：
NSString *name = [NSString stringWithFormat:@"%@", @"Peter"];
上述代码中，消息stringWithFormat:是向类NSString发送的。类可以接收消息吗？如果可以，那么那些方法保存在哪里呢？事实上是这样的，Objective-C的语法隐藏了一些东西，他隐藏了类也是对象的事实。
如果类NSString是一个对象，那就意味着它一定是从一个保存着它的方法的类实例化来的。这个猜测是对的，不过在深入这个问题之前，我们再来看一段代码：
@interface Person : NSObject {}
+ (void) aClassMethod;
- (void) anInstanceMethod;
@end
也许你看过这种类似的代码很多很多，但是这这段代码干嘛的？
  • 声明了一个类，该类是Person
  • 这个类用来保存实例方法
  • 在这段代码的背后也创建了另外的一个类，不幸的是这个额外的类名也是Person，只不过它是Person元类而已
  • Person元类会保存着Person的类方法
看起来现在的问题越来越复杂了，因为相同的名字用了一遍又一遍，回到最初的变量name上来讨论，我们可以说：
  • 变量name是类NSString的一个实例
  • 类NSString是一个NSString元类实例化的一个对象
  • 如果你向对象name发送消息length，那么Objective-C会去类NSString查找这个方法
  • 如果你向对象NSString发送stringWithFormate:消息，Objective-C会在NSString元类里面查找这个方法
  • NSString是一个类，也是一个对象，类也是一个对象
这里是另外一个类图示意图
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元类方法（类方法）图
这一次，蓝色的框框表示的是NSString对象，我们再来看看创建name对象的代码：
NSString *name = [NSString stringWithFormat:@"%@", @"Peter"];
当向对象NSString发送消息stringWithFormate:的时候，Objective-C将会：
  1. 询问NSString对象是哪个类的一个实例，哪一个是它的元类
  2. 开始在NSString的元类里面查找方法stringWithFormate:，如果没找到，它会继续根据类的类的继承关系继续查找
当然，因为NSString继承自NSObject，所以NSString元类继承自NSObject元类。

奇怪的NSObject继承

如果到了这里你还算清醒的话，那么利用你现在所掌握的关于Objective-C对象模型的知识够你去了解你的代码在运行时会发生了什么。可能还有一个问题你想知道：为了么NSObject元类好像继承自NSObject类？这是因为本来就是这样子的。
考虑一下以下情况：
  • NSObject为它的实例保存着方法（保存实例方法）
  • NSObject元类为类NSObject保存着方法。（保存类方法）
  • NSObject元类继承自非元类NSObject
  • 因此，NSObject的实例方法也是类方法，这些方法在所有Objective-C的元类方法的查找路径中
有点奇怪，但是如果你再去看看上面的图，你就应该会更清楚些了。

Objective-C 对象模式深入分析


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