Category(类别)、Extension(延展)、Proto

2017-04-21 本文已影响0人 maybenai

image.png

category：

category的主要作用是为已经存在的类添加方法。

extension：

extension被开发者称之为扩展、延展、匿名分类。extension看起来很像一个匿名的category，但是extension和category几乎完全是两个东西。和category不同的是extension不但可以声明方法，还可以声明属性、成员变量。extension一般用于声明私有方法，私有属性，私有成员变量。

区别

其中，UIView+MyView是UIView的category，MyView_extension是MyView的延展,从文件形式上看：
category文件名为：扩展类+(名字)
extension文件名为:扩展类_名字

@interface里面不一样

//category
#import <UIKit/UIKit.h>

@interface UIView (MyView)

/**
 属性
 */
@property(nonatomic, copy) NSString * title;


- (void)addImges;


@end

//extension
#import "MyView.h"

@interface MyView ()

@property(nonatomic, copy) NSString * name;

- (void)textExtension;
@end

category有.h和.m文件，但是extension只有.h文件，extension是依托.m文件的

在extension中可以声明属性和方法，然后在对应的.m文件中去实现
在category中一般情况下只能声明方法，为原有类扩展新方法，如果非要添加属性，必须通过runtime添加，原因在于：

Objective-C类是由Class类型来表示的，它实际上是一个指向objc_class结构体的指针。它的定义如下：
typedef struct objc_class *Class;

objc_class结构体的定义如下:

struct objc_class {
    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
#if !__OBJC2__
    Class super_class                       OBJC2_UNAVAILABLE;  // 父类
    const char *name                        OBJC2_UNAVAILABLE;  // 类名
    long version                            OBJC2_UNAVAILABLE;  // 类的版本信息，默认为0
    long info                               OBJC2_UNAVAILABLE;  // 类信息，供运行期使用的一些位标识
    long instance_size                      OBJC2_UNAVAILABLE;  // 该类的实例变量大小
    struct objc_ivar_list *ivars            OBJC2_UNAVAILABLE;  // 该类的成员变量链表
    struct objc_method_list **methodLists   OBJC2_UNAVAILABLE;  // 方法定义的链表
    struct objc_cache *cache                OBJC2_UNAVAILABLE;  // 方法缓存
    struct objc_protocol_list *protocols    OBJC2_UNAVAILABLE;  // 协议链表
#endif
} OBJC2_UNAVAILABLE;

在上面的objc_class结构体中，ivars是objc_ivar_list（成员变量列表）指针;methodLists是指向objc_method_list指针的指针。在runtime中，objc_class结构体大小是固定的，不可能往这个结构体中添加数据，只能修改。所以ivars指向的是一个固定区域，只能修改成员变量值，不能修改成员变量个数。methodList是一个二维数组，所以可以修改 *methodLists的值来增加成员方法，虽没有办法扩展methodLists指向的内存区域，却可以改变这个内存区域的值。因此，可以动态添加方法，不能添加成员变量。

typedef struct category_t {
    const char *name;  //类的名字
    classref_t cls;  //类
    struct method_list_t *instanceMethods;  //category中所有给类添加的实例方法的列表
    struct method_list_t *classMethods;  //category中所有添加的类方法的列表
    struct protocol_list_t *protocols;  //category实现的所有协议的列表
    struct property_list_t *instanceProperties;  //category中添加的所有属性
} category_t;

从Category的定义也可以看出Category的可为（可以添加实例方法，类方法，甚至可以实现协议，添加属性）和不可为（无法添加实例变量）。

但是为什么网上很多人都说Category不能添加属性呢？

实际上，Category实际上允许添加属性的，同样可以使用@property，但是不会生成_变量（带下划线的成员变量），也不会生成添加属性的getter和setter方法的实现，所以，尽管添加了属性，也无法使用点语法调用getter和setter方法（实际上，点语法是可以写的，只不过在运行时调用到这个方法时候会报方法找不到的错误，如下图）。但实际上可以使用runtime去实现Category为已有的类添加新的属性并生成getter和setter方法。

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利用runtime：

- (void)setTitle:(NSString *)title
{
    objc_setAssociatedObject(self, PersonNameKey, title, OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC);
}

- (NSString *)title
{
    return objc_getAssociatedObject(self, PersonNameKey);
}

需要注意的是：
a: category的方法没有“完全替换掉”原来类已经有的方法，也就是说如果category和原来类都有methodA，那么category附加完成之后，类的方法列表里有两个methodA；
b: category的方法被放倒了新方法列表的前面，而原来类的方法被放倒了新方法列表的后面，这也就是我们平常所说的category的方法会覆盖掉原来类的同名方法，这是因为运行时在查找方法的时候是顺着方法列表的书序查找的，它只是一找到对应名字的方法就会罢休。

而在extension中既可以添加属性，也可以添加方法。

extension在编译器决议，它就是类的一部分，但是category则完全不一样，它是在运行时决议的。extension在编译器和头文件里的@interface以及实现文件里的@implement一起形成了一个完整的类，extension伴随类的产生而产生，消亡而消亡。
extension一般用来因此类的私有信息，必须拥有一个类的源码才能为这个类添加extension，所以你无法为系统的类添加extension，除非创建一个字类再为字类添加extension，而category不需要有类的源码，我们可以给系统提供的类添加category。
extension可以添加实例变量，而category不可以。

Protocol

协议是在类中定义了一些需要用到的公共方法，只要遵守这个协议，就可以拥有这些方法并且可以去实现它们，这样可以避免许多重复的代码。

比如：有一个Teacher类和一个Student类
可以在Teacher类的.h文件中实现

- (void)goToClassRoom;
- (void)goToToilet;
- (void)goToCoffee;

.m文件中：

- (void)goToToilet
{
    NSLog(@"%s",__func__);
}
- (void)goToClassRoom
{
    NSLog(@"%s",__func__);
}
- (void)goToCoffee
{
    NSLog(@"%s",__func__);
}

然后在Student类的.h中实现

- (void)goToClassRoom;
- (void)goToToilet;

.m文件中

- (void)goToToilet
{
    NSLog(@"%s",__func__);
}
- (void)goToClassRoom
{
    NSLog(@"%s",__func__);
}

然后在在main函数中初始化Teacher和Student的实例对象，然后调用这些方法。

如果我们使用协议来实现呢？
定义一个协议，在协议中有3个方法

@protocol DailySchoolDayProtocol <NSObject>

@required
- (void)goToClassRoom;

- (void)goToToilet;

@optional
- (void)goToCoffee;

@end

在Teacher.h和Student.h中不需要再声明这些方法，只需要遵守这些协议。就可以分别在对应的.m文件中实现这些方法，在main函数中通过实例同样可以调用这些方法。这就是协议。

那么代理呢？
代理模式：委托（delegate），顾名思义就是委托别人办事，就是当一件事情发生后，自己不处理，让别人来处理。
如下例子，在不考虑代理的情况下：

a.Teacher在改作业之前需要让学生去帮他收作业，则拥有学生这个实例变量
b.学生拥有pickUpHomeWork（收作业）这个方法
c.老师拥有checkHomeWork(改作业)这个方法

在Teacher.h文件中持有student的对象

@property(nonatomic, strong) Student * stu;

然后再Teacher.m中老师修改作业方法里面调用学生收作业的方法

- (void)checkUpHomeWork
{
    [_stu pickUpHomeWork];
    
    NSLog(@"%s",__func__);
}

在学生Student.m里面实现收作业这个方法

- (void)pickUpHomeWork
{
    NSLog(@"%s",__func__);
}

最后在main函数里面

    Student * stu = [[Student alloc] init];
    
    teacher.stu = stu;
    
    [teacher checkUpHomeWork];

这样就实现了让学生帮忙收作业的事情。但是考虑到如果换一个学生， Teacher类里面要改很多的代码，我们用delegate来实现：

创建一个协议，在协议里写上需要实现的方法

@protocol HomeWorkDelegate <NSObject>

- (void)pickUpHomeWork;

@end

然后在Teacher.h中遵守这个协议，并且持有这个协议的delegate

@property(nonatomic, weak) id<HomeWorkDelegate> delegate;

然后在Teacher.m中通过这个代理调用收作业的方法

- (void)checkUpHomeWork
{
    [_delegate pickUpHomeWork];
    
    NSLog(@"%s",__func__);
}

同样在Student.m中实现这个收作业的代理方法。

最后一步，在main函数中设置学生就是这个代理（delegate）

    Student * stu = [[Student alloc] init];

    teacher.delegate = stu;
    
    [teacher checkUpHomeWork];

这样，在下次换了一个学生也不用改Teacher类里的代码，只需要遵守这个协议，改变teacher的delegate，然后实现代理方法就OK了。

Category(类别)、Extension(延展)、Proto

category：

extension：

区别

Protocol

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