iOS 分类 category
1. 分类是什么
分类是利用 OC 的动态运行时机制，实现对一个现有类的功能进行扩展而不必知道该类的源码。所以分类不仅可以扩展自定义类，也可以扩展系统类如 NSString 等；分类提供了一种比继承更简洁的方法对类进行功能扩展，无需创建子类就能为现有类添加新的方法。
底层结构
struct category_t {
const char *name;
classref_t cls;
struct method_list_t *instanceMethods; // 对象方法
struct method_list_t *classMethods; // 类方法
struct protocol_list_t *protocols; // 协议
struct property_list_t *instanceProperties; // 属性
// Fields below this point are not always present on disk.
struct property_list_t *_classProperties;
method_list_t *methodsForMeta(bool isMeta) {
if (isMeta) return classMethods;
else return instanceMethods;
}
property_list_t *propertiesForMeta(bool isMeta, struct header_info *hi);
};
从源码基本可以看出平时使用categroy的方式，对象方法，类方法，协议，和属性都可以找到对应的存储方式。并且发现分类结构体中是不存在成员变量的，因此分类中是不允许添加成员变量的。
由源码可知，分类的方法和属性列表是存储在分类结构体中的，在运行时，会检查现有类是否存在分类，存在的话会遍历分类列表，将各个分类下对应的方法及属性列表插入到现有类的方法和属性列表前面，这样做的目的是为了保证分类方法优先调用，我们知道当分类重写本类的方法时，会覆盖本类的方法。其实本质上并不是覆盖，而是优先调用。本类的方法依然在内存中的。
- 以下示例均以该类为原有类：
Person.h
#import <Foundation/Foundation.h>
NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN
@interface Person : NSObject
{
NSString *_name;
NSInteger _age;
}
- (void)speak;
@end
NS_ASSUME_NONNULL_END
Person.m
#import "Person.h"
@implementation Person
-(void)speak
{
NSLog(@"Person---speak");
}
-(void)walk
{
NSLog(@"Person---walk");
}
@end
2.category的作用
（1）将类的实现分散到多个不同的文件中，方便代码管理，也可以对框架提供的类进行扩展。（可以减少单个类的体积，把不同的功能组织到不同的 category 里，可以由多个开发者共同完成一个类，可以按需加载想要的 category）;
Person + Test1.h
#import "Person.h"
NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN
@interface Person (Test1)
- (void)eat;
@end
NS_ASSUME_NONNULL_END
Person+Test1.m
#import "Person+Test1.h"
@implementation Person (Test1)
- (void)eat{
NSLog(@"Person+Test1---eat");
}
@end
（2）创建对私有方法的前向引用：如果原有类中有未在头文件中声明的私有方法，你在访问该私有方法的时候编译器就会报错，这时就可以使用分类，在分类中声明该私有方法将其公开(不必提供方法实现)；
Person + Test2.h
#import "Person.h"
NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN
@interface Person (Test2)
- (void)walk;
@end
NS_ASSUME_NONNULL_END
Person + Test2.h
#import "Person+Test2.h"
@implementation Person (Test2)
@end
在其他类中访问原有类的私有方法:
#import "ViewController.h"
#import "Person.h"
#import "Person+Test1.h"
#import "Person+Test2.h"
@interface ViewController ()
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
Person *person = [[Person alloc]init];
//原有类方法
[person speak];
//分类扩展方法
[person eat];
//利用方法创建对私有方法的前向引用
[person walk];
}
@end
（3）向对象添加非正式协议：创建一个 NSObject 的分类称为“创建一个非正式协议”，因为可以作为任何类(NSObject 为任意类的父类)的委托对象使用（声明私有方法）。
NSObject+Test3.h
#import <Foundation/Foundation.h>
NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN
@interface NSObject (Test3)
- (void)sleep;
@end
NS_ASSUME_NONNULL_END
NSObject+Test3.m
#import "NSObject+Test3.h"
@implementation NSObject (Test3)
-(void)sleep
{
NSLog(@"NSObject + Test3 --- sleep");
}
@end
Person *person = [[Person alloc]init];
//原有类方法
[person speak];
//分类扩展方法
[person eat];
//利用方法创建对私有方法的前向引用
[person walk];
[person sleep];
3.category的局限性
- category 只能给某个已有类扩充方法，不能扩充成员变量；
- category中也可以添加属性，只不过@property只会生成setter和getter的声明，不会生成setter和getter的实现（.调用会崩溃，找不到方法实现。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）以及成员变量。
- 果category中的方法和类中原有方法同名，运行时会优先调用category中的方法。
-
如果多个category中存在同名的方法，运行时到底调用哪个方法由编译器决定，最后一个参与编译的方法会被调用。
屏幕快照 2018-10-21 16.09.33.png
4.常见问题总结
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Category的实现原理，以及Category为什么只能加方法不能加属性?
答：分类的实现原理是将category中的方法，属性，协议数据放在category_t结构体中，然后将结构体内的方法列表拷贝到类对象的方法列表中。
Category可以添加属性，但是并不会自动生成成员变量及set/get方法。因为category_t结构体中并不存在成员变量。通过之前对对象的分析我们知道成员变量是存放在实例对象中的，并且编译的那一刻就已经决定好了。而分类是在运行时才去加载的。那么我们就无法再程序运行时将分类的成员变量中添加到实例对象的结构体中。因此分类中不可以添加成员变量。 -
Category中有load方法吗？load方法是什么时候调用的？load 方法能继承吗？
答：Category中有load方法，load方法在程序启动装载类信息的时候就会调用。load方法可以继承。调用子类的load方法之前，会先调用父类的load方法。
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load、initialize的区别，以及它们在category重写的时候的调用的次序。
答：区别在于调用方式和调用时刻
调用方式：load是根据函数地址直接调用，initialize是通过objc_msgSend调用
调用时刻：load是runtime加载类、分类的时候调用（只会调用1次），initialize是类第一次接收到消息的时候调用，每一个类只会initialize一次（父类的initialize方法可能会被调用多次）调用顺序：先调用类的load方法，在调用load之前会先调用父类的load方法。分类中load方法不会覆盖本类的load方法，先编译的分类优先调用load方法。initialize先初始化父类，之后再初始化子类。如果子类没有实现+initialize，会调用父类的+initialize（所以父类的+initialize可能会被调用多次），如果分类实现了+initialize，就覆盖类本身的+initialize调用。
