ios學習路線—Objective-C(新特性)


1.方法順序無關
Objective-C類由聲明文件h和實現文件m組成,所有的public方法都在h文件中聲明,private方法可以寫在m文件中,但是在早期的編譯環境中需要注意方法的順序,例如下面的代碼,在早期的編譯環境會給出警告:
類和方法聲明:

@interface ObjcNewFeatures : NSObject
-(void)doSomething:(NSString *) text;
@end

實現:

@implementation ObjcNewFeatures
-(void)doSomething:(NSString *)text{
NSLog(@"%@", [text stringByAppendingFormat:[selfgetCode]]);
}
-(NSString *)getCode{
return@"Unicode";
}
@end

早期編譯器編譯時會出現:warning: instance method ‘-getCode:’ not found…

這是因為根據編譯順序,編譯器不知道在doSomething之后還有getCode方法,所以會給出警告。解決辦法有多種,比如可以把getCode方法放到doSomething之前,也可以提前聲明私有方法,如下: 在m文件中增加:

@interfaceObjcNewFeatures()
-(NSString *)getCode
;
@end

新版編譯器在LLVM中增加了新特性,改變了順序編譯的方式,首先掃描方法聲明,然后再對其實現部分進行編譯。這樣無論是public還是private方法,就變得順序無關了。目前XCode的最新版本4.3.3采用的默認編譯器是Apple LLVM compiler 3.1,以上代碼在最新的編譯環境下正常運行。

2.枚舉類型的改進
在OS X v10.5之前,我們如何在Objective-C中定義一個枚舉類型呢?如下:

typedef enum { 
ObjectiveC,
Java,
Ruby,
Python,
Erlang
}Language;

這種寫法簡單明了,用起來也不復雜,但是有一個問題,就是其枚舉值的數據范圍是模糊的,這個數值可能非常大,可能是負數,無法界定。

在OS X v10.5之后和iOS中,你可以這樣寫:

enum {
ObjectiveC,
Java,
Ruby,
Python,
Erlang
};
typedef NSUInteger Language;

這種寫法的好處是,首先這個枚舉的數據類型是確定的,無符號整數。其次由於我們采用了 NSUInteger,可以不用考慮32位和64位的問題。帶來的問題是數據類型和枚舉常量沒有顯式的關聯。
在XCode4.4中,你可以這樣寫枚舉了:

typedef enum Language : NSUInteger{
ObjectiveC,
Java,
Ruby,
Python,
Erlang
}
Language;

在列出枚舉內容的同時綁定了枚舉數據類型NSUInteger,這樣帶來的好處是增強的類型檢查和更好的代碼可讀性。

當然,對於普通開發這來說,枚舉類型可能不會涉及到復雜的數據,使用之前的兩種寫法也不會有什么大問題。無論如何,在XCode4.4發布之后,我們就可以嘗試采用新的寫法了。

3.屬性合成
每個開發人員對property都很熟悉,我們需要為類定義屬性,編寫getter和setter方法。那么我們在Objective-C中是如何進行處理屬性呢?很簡單,首先在h文件中定義屬性:

@property (strong) NSString *name;

然后在m文件中使用@synthesize指令實現屬性的accessor方法和定義實例變量ivar:

@synthesize name = _name;

@synthesize的含義是,如果沒有進行重載的情況下,編譯器會根據讀寫屬性自動為類實例變量_name生成getter和setter方法。當然,你也可以用@dynamic指令指定該屬性的相關方法由開發人員實現。

這樣看起來是不是已經很簡單了?但是沒有最簡單只有更簡單。在XCode4.4中,我們可以省略掉@synthesize name = name;這一行,完全交給編譯器去實現。也就是說在h文件中聲明屬性name后,就可以直接在實現文件中使用該屬性的getter和setter方法,並使用實例變量name。並且編譯器會根據屬性的可讀和可寫自動判斷是否提供setter方法。

那么在這種情況下,如果你聲明了@dynamic的屬性,編譯器該如何處理呢?所有synthesize相關的特性將不再起作用,你需要自己去實現屬性的相關方法。

總接一下屬性合成的新特性:
除非明確說明,否則屬性相關的accessor方法(getter和setter)將自動生成。
除非所有的accessor方法提供實例變量,否則實例變量(例如_name)會自動生成。
如果使用了@synthesize,並沒有提供實力變量名的話,會自動生成。
如果使用了@dynamic,那么自動合成無效,需要開發者自己實現。
Core Data的NSManagedObject及其子類不使用默認的屬性合成功能。

4.語法簡化
很多剛從其他編程語言轉到Objective-C的同學看到長長的函數名會感到崩潰,不過我在上一篇文章中也提到過,這種語法讓消息的傳遞像一個英語句子,大大增強了可讀性。比如你想初始化一個浮點數,需要這么寫:

NSNumber value = [NSNumber numberWithFloat:123.45f];

從這句中我們能夠明確的知道代碼的含義,但是,是否連簡單的賦值語句也要這么處理呢?蘋果在本次新特性中采用了折中的處理方式,針對很多基礎類型采用了簡寫的方式,實現語法簡化。簡化以后,我們會發現從語法層面,這些簡化的Objective-C更像Python和Ruby等動態語言的語法了。下面我們逐一介紹:
4.1.NSNumber
簡化前的寫法:

NSNumber *value;
value = [NSNumber numberWithInt:12345];
value = [NSNumber numberWithFloat:123.45f];
value = [NSNumber numberWithDouble:123.45];
value = [NSNumber numberWithBool:YES];

簡化后的寫法:

NSNumber *value;
value = @12345;
value = @123.45f;
value = @123.45;
value = @YES;

裝箱表達式也可以采用類似的寫法:

NSNumber *piOverSixteen = [NSNumber numberWithDouble: ( M_PI / 16 )];
NSString *path = [NSString stringWithUTF8String: getenv("PATH")];

可以分別簡寫為:

NSNumber *piOverSixteen = @( M_PI / 16 );
NSString *path = @( getenv("PATH") );

對於字符串表達式來說,需要注意的是表達式的值一定不能是NULL,否則會拋出異常。

4.2.NSArray
對於NSArray的初始化來說,有非常多的寫法,這里就不再一一羅列,我們直接看新的寫法

NSArray *array;
array = @[]; //空數組
array = @[ a ]; //一個對象的數組
array = @[ a, b, c ]; //多個對象的數組

非常簡單,再也不用記住初始化多個對象的數組時,后面還要跟一個倒霉的nil。 現在我們看一下當聲明多對象的數組時,編譯器是如何處理的:

array = @[ a, b, c ];
編譯器生成的代碼:
id objects[] = { a, b, c };
NSUInteger count = sizeof(objects)/ sizeof(id);
array = [NSArray arrayWithObjects:objects count:count];

好吧,編譯器已經為我們把這些簡單重復的工作都做了,我們就可以安心解決真正的問題了:)不過有一點要注意,如果a,b,c對象有nil的話,運行時會拋出異常,這點和原來的處理方式不同,編碼的時候要多加小心。

4.3.NSDictionary
同樣,對於字典這個數據結構來說,有很多種初始化的方式,我們來看新的寫法:

NSDictionary *dict;
dict = @{}; //空字典
dict = @{ k1 : o1 }; //包含一個鍵值對的字典
dict = @{ k1 : o1, k2 : o2, k3 : o3 }; //包含多個鍵值對的字典

最后我們總接一下容器類數據結構簡化的限制: 采用上述寫法構建的容器都是不可變的,如果需要生成可變容器,可以傳遞-mutableCopy消息。例如

NSMutableArray *mutablePlanets = [@[
@"Mercury", @"Venus", @"Earth",
@"Mars", @"Jupiter", @"Saturn",
@"Uranus", @"Neptune"
] mutableCopy];

不能對常量數組直接賦值,解決辦法是在類方法(void)initialize進行賦值,如下:
@implementation MyClass
static NSArray *thePlanets;
+ (void)initialize {
if (self == [MyClass class]) {
thePlanets = @[
@”Mercury”, @”Venus”, @”Earth”,
@”Mars”, @”Jupiter”, @”Saturn”,
@”Uranus”, @”Neptune”
];
} }
沒有常量字典

5.對象下標
容器的語法簡化讓我們不難想到,可以通過下標的方式存取數組和字典的數據。 比如對於數組:

NSArray *array = @[ a, b, c ];

我們可以這樣寫:

id obj = array[i];     //通過下標方式獲取數組對象,替換原有寫法:array objectAtIndex:i];
array[i] = newObj; //也可以直接為數組對象賦值。替換原有寫法:[array replaceObjectAtIndex:i withObject:newObj];

對於字典:

NSDictionary *dict = @{ k1 : o1, k2 : o2, k3 : o3 };

我們可以這樣寫:

id obj = dict[k2];     //獲取o2對象,替換原有寫法:[dic objectForKey:k2];
dic[k2] = newObj; //重新為鍵為k2的對象賦值,替換原有寫法:[dic setObject:newObj forKey:k2]

同時,我們自己定義的容器類,只要實現了規定的下標方法,就可以采用下標的方式訪問數據。要實現的方法如下:
數組類型的下標方法

- (elementType)objectAtIndexedSubscript:(indexType)idx; 
- (void)setObject:(elementType)object atIndexedSubscript:(indexType)idx;
字典類型的下標方法
- (elementType)objectForKeyedSubscript:(keyType)key;
- (void)setObject:(elementType)object forKeyedSubscript:(keyType)key;

其中需要注意的是indexType必須是整數,elementType和keyType必須是對象指針。

6.__nonull和_nullable
__nullable表示對象可以是NULL或nil。
__nonnull表示對象不應該為空。
示例:

@interface TestNullabilityClass ()

@property (nonatomic, copy) NSArray * items;

- (id)itemWithName:(NSString * __nonnull)name;

@end

@implementation TestNullabilityClass

...

- (void)testNullability {
// 編譯器警告:Null passed to a callee that requires a non-null argument
[self itemWithName:nil];

}


- (id)itemWithName:(NSString * __nonnull)name {
return nil;
}
@end

7.Lightweight Generics輕量級泛型
Lightweight Generics 輕量級泛型,輕量是因為這是個純編譯器的語法支持(llvm 7.0),和 Nullability 一樣,沒有借助任何 objc runtime 的升級,也就是說,這個新語法在 Xcode 7 上可以使用且完全向下兼容(更低的 iOS 版本)
7.1.帶泛型的容器
這無疑是本次最重大的改進,有了泛型后終於可以指定容器類中對象的類型了:

NSArray<NSString *> *strings = @[@"sun", @"yuan"];
NSDictionary<NSString *, NSNumber *> *mapping = @{@"a": @1, @"b": @2};

返回值的 id 被替換成具體的類型后,令人感動的代碼提示也出來了:
這里寫圖片描述

假如向泛型容器中加入錯誤的對象,編譯器會不開心的:
這里寫圖片描述

系統中常用的一系列容器類型都增加了泛型支持,甚至連 NSEnumerator 都支持了,這是非常 Nice 的改進。和 Nullability 一樣,我認為最大的意義還是豐富了接口描述信息,對比下面兩種寫法:

@property (readonly) NSArray *imageURLs;
@property (readonly) NSArray<NSURL *> *imageURLs;

不用多想就清楚下面的數組中存的是什么,避免了 NSString 和 NSURL 的混亂。

7.2.自定義泛型類
比起使用系統的泛型容器,更好玩的是自定義一個泛型類,目前這里還沒什么文檔,但攔不住我們寫測試代碼,假設我們要自定義一個 Stack 容器類:

@interface Stack<ObjectType> : NSObject
- (void)pushObject:(ObjectType)object;
- (ObjectType)popObject;
@property (nonatomic, readonly) NSArray<ObjectType> *allObjects;
@end

這個 ObjectType 是傳入類型的 placeholder,它只能在 @interface 上定義(類聲明、類擴展、Category),如果你喜歡用 T 表示也 ok,這個類型在 @interface 和 @end 區間的作用域有效,可以把它作為入參、出參、甚至內部 NSArray 屬性的泛型類型,應該說一切都是符合預期的。我們還可以給 ObjectType 增加類型限制,比如:

// 只接受 NSNumber * 的泛型
@interface Stack<ObjectType: NSNumber *> : NSObject
// 只接受滿足 NSCopying 協議的泛型
@interface Stack<ObjectType: id<NSCopying>> : NSObject

若什么都不加,表示接受任意類型 ( id );當類型不滿足時編譯器將產生 error。
實例化一個 Stack,一切工作正常:
這里寫圖片描述
對於多參數的泛型,用逗號隔開,其他都一樣,可以參考 NSDictionary 的頭文件。

7.3.協變性和逆變性
當類支持泛型后,它們的 Type 發生了變化,比如下面三個對象看上去都是 Stack,但實際上屬於三個 Type:

Stack *stack; // Stack *
Stack<NSString *> *stringStack; // Stack<NSString *>
Stack<NSMutableString *> *mutableStringStack; // Stack<NSMutableString *>

當其中兩種類型做類型轉化時,編譯器需要知道哪些轉化是允許的,哪些是禁止的,比如,默認情況下:
這里寫圖片描述
我們可以看到,不指定泛型類型的 Stack 可以和任意泛型類型轉化,但指定了泛型類型后,兩個不同類型間是不可以強轉的,假如你希望主動控制轉化關系,就需要使用泛型的協變性和逆變性修飾符了:

__covariant - 協變性,子類型可以強轉到父類型(里氏替換原則)
__contravariant - 逆變性,父類型可以強轉到子類型(WTF?)

協變:

@interface Stack<__covariant ObjectType> : NSObject

效果:
這里寫圖片描述

逆變:

@interface Stack<__contravariant ObjectType> : NSObject

效果:
這里寫圖片描述
協變是非常好理解的,像 NSArray 的泛型就用了協變的修飾符,而逆變我還沒有想到有什么實際的使用場景。

8.__kindof
__kindof 這修飾符還是很實用的,解決了一個長期以來的小痛點,拿原來的 UITableView 的這個方法來說:

- (id)dequeueReusableCellWithIdentifier:(NSString *)identifier;

使用時前面基本會使用 UITableViewCell 子類型的指針來接收返回值,所以這個 API 為了讓開發者不必每次都蛋疼的寫顯式強轉,把返回值定義成了 id 類型,而這個 API 實際上的意思是返回一個 UITableViewCell 或 UITableViewCell 子類的實例,於是新的 __kindof 關鍵字解決了這個問題:

(__kindof UITableViewCell *)dequeueReusableCellWithIdentifier:(NSString *)identifier;

既明確表明了返回值,又讓使用者不必寫強轉。再舉個帶泛型的例子,UIView 的 subviews 屬性被修改成了:

@property (nonatomic, readonly, copy) NSArray<__kindof UIView *> *subviews;

這樣,寫下面的代碼時就沒有任何警告了:

UIButton *button = view.subviews.lastObject;

8.宏
NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN
NS_ASSUME_NONNULL_END
在這兩個宏之間的代碼,所有簡單指針對象都被假定為nonnull,因此我們只需要去指定那些nullable的指針。如下代碼所示:

NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN
@interface TestNullabilityClass ()

@property (nonatomic, copy) NSArray * itemsNS_DESIGNATED_INITIALIZER;


- (id)itemWithName:(nullable NSString *)name;

@end
NS_ASSUME_NONNULL_END

NS_DESIGNATED_INITIALIZER 這個宏並不是新面孔,可以使用它標志出像 Swift 一樣的指定構造器和便捷構造器。


注意!

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