Objective-C类和对象 – Objective-C开发教程

上一章Objective-C开发教程请查看：Objective-C命令行参数

Objective-C是C语言的超集或一个扩展，这意味着你可以在OC中进行C语言风格的编程，同时OC对C的扩展是为了实现OOP面向对象编程。OOP编程是以类class为中心，类通常是对数据成员和操作算法的封装，这个对于C语言也是可以做到的，但是OC的风格相对更方便而已。

OOP编程仅仅有数据封装是不够的，加入之后你对某个算法有不同的实现，究竟是删了/注释这份代码还是另外重新实现更好，当然后者更好了，这就是多态的功能。这章我们先讨论OC的类和对象的使用，接着的章节我们会讨论到类的继承以及多态的使用。

Objective-C类和对象的基本特点

• OC使用@interface声明一个类，使用@implementation实现一个类。
• 所有的数据和操作算法都可以封装在一个类中。
• OC中的对象用于接收消息，获取属性和调用方法都相当于向对象发送消息。
• 实例对象包含所有实例变量。
• 实例对象和实例变量的使用都有对应的范围限制。
• 类隐藏一个对象的实现。
• 属性用于提供类的实例对象在其它地方访问。

定义类

定义一个类就是定义一个新的数据类型，但是定义类不占用任何内存，它告诉编译器这个类有某些属性和操作方法，只有实例化一个类型的对象，这个对象会占用内存空间，也就是说，定义类和和之前说的声明变量和函数是类型的。

定义一个类使用@interface开始，以@end结束，中间是类的声明部分，主要是属性声明和方法声明。OC中定义任何一个类都要显式使用（:）继承一个指定的基类/父类，如果没有目标类要继承，则默认使用NSObject，这个类是所有类的超类，这个类提供所有类的一些基本操作，例如申请内存alloc以及初始化init。

下面定义一个Box类：

@interface Box:NSObject {
   // 实例变量, 私有属性, 只能在类中访问
   double length;   
   double breadth;  
}
@property(nonatomic, readwrite) double height;  // 属性，可以使用点操作符

@end

分配内存和初始化OC对象

一个类提供对象的基本框架，对象是一个实例，根据类的形式进行创建。一般来说，NSObject基类提供alloc方法来给对象分配内存（类似C语言的malloc），init方法用来初始化对象（在没有使用其它初始化函数的时候，这两步等价于使用一个new），如下例子：

Box *box1 = [[Box alloc]init];
Box *box2 = [Box new];

访问数据成员

可以使用直接成员访问操作符(.)访问类的对象属性。让我们用下面的例子来说明一下:

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Box:NSObject {
   double length;    // 长度
   double breadth;   // 宽度
   double height;    // 高度
}

@property(nonatomic, readwrite) double height;  // 属性
-(double) volume;
@end

@implementation Box

@synthesize height; 

-(id)init {
   self = [super init]; // 调用父类初始化方法, self为当前对象指针
   length = 1.0;
   breadth = 1.0;
   return self;
}

-(double) volume {
   return length*breadth*height;
}

@end

int main() { 
   Box *box1 = [[Box alloc]init];    
   Box *box2 = [[Box alloc]init];   

   double volume = 0.0;             
 
   box1.height = 5.0; 

   box2.height = 10.0;
  
   volume = [box1 volume];
   NSLog(@"Volume of Box1 : %f", volume);
   
   volume = [box2 volume];
   NSLog(@"Volume of Box2 : %f", volume);

   return 0;
}

OC中的属性

在Objective-C中引入了属性，以确保类的实例变量可以在类之外访问。

各个部分的属性声明如下：

• 属性以@property开头，它是一个关键字
• 然后是访问说明符，可用的说明符有：nonatomic或atomic、readwrite或readonly和strong、unsafe_unretain或weak。这取决于变量的类型。对于任何指针类型，我们都可以使用strong、unsafe_unretain或weak。类似地，对于其他类型，我们可以使用readwrite或readonly。
• 然后是变量的数据类型。
• 最后，属性名以分号结束。
• 我们可以在实现类中添加synthesize语句，但是在最新的XCode中，合成部分由XCode负责，不需要包含synthesize语句。

只有使用属性我们才能访问类的实例变量，实际上，在内部为属性创建了getter和setter方法。

例如，假设我们有一个属性@property (nonatomic, readonly) BOOL isDone，在底层，创建了如下所示的setter和getter。

-(void)setIsDone(BOOL)isDone;
-(BOOL)isDone;

属性声明解释

第一个中是实例属性，只在@interface{}中进行声明，称为私有实例成员属性，只能在类内部使用，如果需要在外部使用可以使用一个方法实现间接访问，如果最好使用第二种属性的声明方式。

第二种是OC提供某些特殊处理的成员属性，声明语法为：

@property(参数说明符)类型 变量名;
例如：
@property(nonatomic, readwrite)int age;

其中参数说明符主要分为三类：

• 1、储存特性：readwrite/readonly（读写/只读），readwrite产生setter/getter方法，readonly只产生getter方法，默认为readwrite。
• 2、内出特性：assign/retain/copy/strong/weak（赋值/保留/复制/强/弱），assign是默认的方式，setter方法直接赋值。
• retain是浅拷贝，复制对象地址，让目标对象和源对象同指向一个内存空间。
• copy是深拷贝，从源对象复制多一份同样的内存空间。
• strong，类似retain，多个指针指向同一个内存时，只要有一个指向该内存，内存就不会被释放。
• weak，类似assign，多个指针指向同一个内存时，只要有一个不指向该内存，内存就会被释放。
• 3、原子性：nonatomic/atomic（非原子性/原子性），默认为atomic。nonatomic禁止多线程，提高性能。atomic给getter和setter加锁，使多个线程能准确同步。
• 4、可null性：默认unll_unspecified未指定，nullable对象可为空，nonnull对象不可为空，null_resettable，调用setter可传入nil，getter为空。

另外要注意的地方，使用默认值atomic有额外的性能耗费，若无必要，请使用nonatomic效率更高。

对应属性生成的getter和setter方法后，其属性名变成_name，如果要重写相关方法需要使用加下划线的属性。在类中使用属性也可以直接使用_name更方便，而使用self.访问属性相对耗时。

非ARC时assign是默认值，ARC下strong是默认值，可以忽略掉retain，因为retain和strong类似，这样我们只需关注strong、weak、assign和copy。

strong和retain都是指针拷贝，还有人在使用内存就不会被释放，对象引用计数加1。强制置为nil可以释放。

weak也是指针拷贝，对象引用计数不增加，但是只要有一个人不用了就被释放，不手动设置，自动销毁。

assign一般只用于修饰基本数据类型。

特别地，copy用于如NSString、NSArray、NSDictionary等，而NSMutableArray、NSMutablestring、NSMutableDictionary声明类型用strong。

如果所有属性都不为null，可以使用下面两个宏：

NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN
@interface App : NSObject

@end
NS_ASSUME_NONNULL_END