【iOS面試糧食】OC語言—Category(分類)和類擴充套件(extension)、關聯物件
本文章將記錄有關 Category(分類)和類擴充套件(extension)、關聯物件的特性，如有錯誤歡迎指出~
Category（分類）
分類的應用在App的開發中是非常廣泛的，它可以動態地為已有類新增新行為。
我們平常都是使用分類來對系統的類封裝一些小功能，如NSString判空處理等，可以看下 ibireme大神開源的這個庫YYCategories，都是針對系統的類使用分類拓展的小功能，很實用。再來看看業界聞名的空白頁框架DZNEmptyDataSet，它就是通過對 UIScrollView使用分類功能，非常完美、無侵入的解決了無資料時，避免白屏的尷尬，改善使用者體驗。真的是居家旅行必備之利器，強大~
隨著業務的增長，.m檔案會越來越膨脹，膨脹到你開始撓頭。我們也可以利用分類的特性，將類的實現分開在幾個不同的檔案裡面，好處顯而易見：
- 減少單個檔案的體積
- 把不同的功能分配到不同的分類裡，便於管理
- 可以按需載入想要的分類
通常，我會新增一些 AppDelegate的分類，比如AppDelegate+Services,專門用來初始化各種第三方等等。
Category 的結構
在Objective-C中，所有的類和物件在runtime層都是用struct表示的，category也是如此，它的結構體為category_t
typedef struct category_t {
const char *name; // 類名
classref_t cls; // 類
struct method_list_t *instanceMethods; // 所有給類新增的例項方法的列表
struct method_list_t *classMethods; // 所有新增的類方法的列表
struct protocol_list_t *protocols; // 實現的所有協議的列表
struct property_list_t *instanceProperties; // 新增的所有屬性
} category_t;
複製程式碼 從結構體可以看出，分類能
- 給類新增例項方法 (instanceMethod）
- 給類新增類方法 (classMethod)
- 實現協議 (protocol）
- 新增屬性 (instancePropertie)
但是不能新增例項變數，即無法自動生成例項變數的setter和getter方法。當然，我們可以通過關聯物件來實現分類對例項變數的新增，請看後面章節~
Category的方法會“覆蓋”掉原來類的同名方法？
這個問題的分析，可以看下美圖技術團隊的這篇文章，很詳細。這裡只記錄一下總結：
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Category的方法沒有“完全替換掉”原來類已經有的方法，也就是說如果Category和原來類都有methodA
，那麼Category附加完成之後，類的方法列表裡會有兩個methodA -
Category的方法被放到了新方法列表的前面，而原來類的方法被放到了新方法列表的後面，這也就是我們平常所說的Category的方法會“覆蓋”掉原來類的同名方法，這是因為執行時在查詢方法的時候是順著方法列表的順序查詢的，它只要一找到對應名字的方法，很開心的返回了，不會在理會後面的同名方法。
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同名方法的呼叫，是根據編譯順序決定的，對於“覆蓋”掉的方法，會先找到最後一個編譯的category裡的對應方法。可檢視專案的 Build Phases -> Compile Sources，位置越往後，越晚編譯。
類擴充套件(extension)
extension的別名有很多，擴充套件、延展、匿名分類。它就是類的一部分，在編譯期和標頭檔案裡的@interface以及實現檔案裡的@implement一起形成一個完整的類，它伴隨類的產生而產生，亦隨之一起消亡。在viewController.m檔案中它長這個樣子：
@interface ViewController ()
@end
複製程式碼是不是特別的熟悉~
沒錯，它看起來很像一個匿名的category。我們一般用來宣告私有方法，私有屬性和私有成員變數。
extension的應用很簡單， 我們基本天天都在用。需要注意的點是它和category的區別：
- extension 在編譯期決議， category在執行期決議。
關聯物件（Associated Object）
如上所述，category是無法為分類新增例項變數的，但是在實際開發中往往需要在分類中新增和物件關聯的值。這時我們可以利用runtime的特性，通過關聯物件來實現為分類新增例項變數的功能。
關聯物件是指某個物件通過一個唯一的key連線到一個類的例項上。
看下runtime提供給我們的3個API方法：
// 關聯物件，傳入 nil 則可以移除已有的關聯物件
void objc_setAssociatedObject(id object,const void *key,id value,objc_AssociationPolicy policy)
// 獲取關聯的物件
id objc_getAssociatedObject(id object,const void *key)
// 移除關聯的物件。這個方法會移除一個物件的所有關聯物件，將該物件恢復成“原始”狀態。這樣做就很有可能把別人新增的關聯物件也一併移除，所以我們通常用不上這個方法。一般的做法是通過給 objc_setAssociatedObject 方法傳入 nil 來移除某個已有的關聯物件。
void objc_removeAssociatedObjects(id object)
複製程式碼引數說明：
- id object：被關聯的物件
- const void *key：關聯的key，要求唯一。一般用
selector，使用getter方法的名稱作為key值。 - id value：關聯的物件
- objc_AssociationPolicy policy：記憶體管理的策略
objc_AssociationPolicy的列舉值和相關說明：
typedef OBJC_ENUM(uintptr_t,objc_AssociationPolicy) {
OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN = 0,// 指定一個弱引用相關聯的物件
OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC = 1,// 指定相關物件的強引用，非原子性
OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC = 3,// 指定相關的物件被複制，非原子性
OBJC_ASSOCIATION_RETAIN = 01401,// 指定相關物件的強引用，原子性
OBJC_ASSOCIATION_COPY = 01403 // 指定相關的物件被複制，原子性
};
複製程式碼在絕大多數情況下，我們都會使用 OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC 的關聯策略，這可以保證我們持有關聯物件。
看一下簡單的應用：
為ViewController的分類 ViewController+AssociatedObjects新增一個字串型別的成員變數。
@interface ViewController (AssociatedObjects)
@property (strong,nonatomic) NSString *associatedObject;
@end
@implementation ViewController (AssociatedObjects)
- (NSString *)associatedObject {
return objc_getAssociatedObject(self,_cmd);
}
- (void)setassociatedObject:(NSString *)associatedObject {
objc_setAssociatedObject(self,@selector(associatedObject),associatedObject,OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}
@end
複製程式碼如果想了解一下關聯物件底層的實現原理，可以看下雷純峰大神的 Objective-C Associated Objects 的實現原理，這裡只記錄一些總結：
Q : 關聯物件被儲存在什麼地方，是不是存放在被關聯物件本身的記憶體中？
A : 關聯物件與被關聯物件本身的儲存並沒有直接的關係，它是儲存在單獨的雜湊表中的。所有的關聯物件都由AssociationsManager管理，它是由一個靜態AssociationsHashMap來儲存所有的關聯物件的。這相當於把所有物件的關聯物件都存在一個全域性map裡面。而map的的key是這個物件的指標地址（任意兩個不同物件的指標地址一定是不同的），而這個map的value又是另外一個AssociationsHashMap，裡面儲存了關聯物件的key對。
Q : 關聯物件的生命週期是怎樣的，什麼時候被釋放，什麼時候被移除？
A : 關聯物件的釋放時機與移除時機並不總是一致。