深入理解OC分类(category)

一、Category的使用场景
1.可以把类的实现放到几个不同的文件里。这样做有几个显而易见的好处。
a. 可以减少单个文件的体积
b. 可以按功能分组，放到不同的分类里，使类结构更清晰
c. 降低耦合性，同一个类可以有多个开发人员进行开发
d. 模拟多继承
e. 把静态库的私有方法公开

二、对比Category(分类) 与 Extension(扩展)
/********************extension*************************/
extension看起来很像一个匿名的category，但是extension和category却几乎是完全不同的两样东西。

extension在编译期间进行决议，它是类的一部分。在编译期，和.h文件中的@interface 和 @implementation文件一起形成一个完整的类。

extension一般用来隐藏一个类的私有信息，你必须有这个类的源码，才能添加一个extension。所以，你无法为一个系统的类或者只暴露.h文件的类添加extension。

/********************category*************************/
category则完全不一样，它是在运行期决议的。
extension可以为类添加实例变量，而category是不能为类添加实例变量的 PS: 可以添加属性。(因为在运行期，对象的内存布局已经确定，如果添加实例变量，就会影响类的内部布局)

三、Category的真面目
我们知道在OC中，所有的类实质上都是结构体(struct)，Category也不例外。

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

从上面的 category_t 结构体中也可以看出，我们可以在分类中为类添加实例方法、类方法、协议、属性。

下面写一个简单的分类，然后将其转换为c/c++的 .cpp文件。

@interface Person : NSObject    /* Person 类 */
/** p1 */
@property (nonatomic, copy) NSString *name;
/** p2 */
@property (nonatomic, assign) NSInteger age;
@end
@implementation Person
@end

/// category
@interface Person (LogInfo)  /* Person 分类 */
- (NSString *)printClassName;
@end
@implementation Person (LogInfo)
- (NSString *)printClassName
{
    const char *c_str = object_getClassName([self class]);
    NSString *cls_name = [NSString stringWithCString:c_str encoding:(NSUTF8StringEncoding)];
    return cls_name;
}
@end

我们使用clang命令看看会生成什么

static struct /*_method_list_t*/ {
    unsigned int entsize;  // sizeof(struct _objc_method)
    unsigned int method_count;
    struct _objc_method method_list[1];
} _OBJC_$_CATEGORY_INSTANCE_METHODS_Person_$_LogInfo __attribute__ ((used, section ("__DATA,__objc_const"))) = {
    sizeof(_objc_method),
    1,
    {{(struct objc_selector *)"printClassName", "@16@0:8", (void *)_I_Person_LogInfo_printClassName}}
};

extern "C" __declspec(dllexport) struct _class_t OBJC_CLASS_$_Person;

static struct _category_t _OBJC_$_CATEGORY_Person_$_LogInfo __attribute__ ((used, section ("__DATA,__objc_const"))) = 
{
    "Person",
    0, // &OBJC_CLASS_$_Person,
    (const struct _method_list_t *)&_OBJC_$_CATEGORY_INSTANCE_METHODS_Person_$_LogInfo,
    0,
    0,
    0,
};
static void OBJC_CATEGORY_SETUP_$_Person_$_LogInfo(void ) {
    _OBJC_$_CATEGORY_Person_$_LogInfo.cls = &OBJC_CLASS_$_Person;
}
#pragma section(".objc_inithooks$B", long, read, write)
__declspec(allocate(".objc_inithooks$B")) static void *OBJC_CATEGORY_SETUP[] = {
    (void *)&OBJC_CATEGORY_SETUP_$_Person_$_LogInfo,
};
static struct _class_t *L_OBJC_LABEL_CLASS_$ [1] __attribute__((used, section ("__DATA, __objc_classlist,regular,no_dead_strip")))= {
    &OBJC_CLASS_$_Person,
};
static struct _category_t *L_OBJC_LABEL_CATEGORY_$ [1] __attribute__((used, section ("__DATA, __objc_catlist,regular,no_dead_strip")))= {
    &_OBJC_$_CATEGORY_Person_$_LogInfo,
};
static struct IMAGE_INFO { unsigned version; unsigned flag; } _OBJC_IMAGE_INFO = { 0, 2 };

去掉无用代码后是这样的：

生成了_OBJC_$_CATEGORY_INSTANCE_METHODS_Person_$_LogInfo方法列表。
如果有添加属性还会生成一个属性列表_OBJC_$_PROP_LIST_Person_$_LogInfo

四、Category的覆盖问题

1)、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，类的方法列表里会有两个methodA
2)、category的方法被放到了新方法列表的前面，而原来类的方法被放到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顺序查找的，它只要一找到对应名字的方法，就会罢休^_，殊不知后面可能还有一样名字的方法。

3)、那怎么调用原来的方法呢?直接丢代码

Class currentClass = [MyClass class];
MyClass *my = [[MyClass alloc] init];

if (currentClass) {
    unsigned int methodCount;
    Method *methodList = class_copyMethodList(currentClass, &methodCount);
    IMP lastImp = NULL;
    SEL lastSel = NULL;
    for (NSInteger i = 0; i < methodCount; i++) {
        Method method = methodList[i];
        NSString *methodName = [NSString stringWithCString:sel_getName(method_getName(method)) 
                                        encoding:NSUTF8StringEncoding];
        if ([@"printName" isEqualToString:methodName]) {
            lastImp = method_getImplementation(method);
            lastSel = method_getName(method);
        }
    }
    typedef void (*fn)(id,SEL);

    if (lastImp != NULL) {
        fn f = (fn)lastImp;
        f(my,lastSel);
    }
    free(methodList);
}

五、为分类添加属性
原理->使用runtime的关联方法进行手动实现属性的setter\getter方法

- (void)setAddress:(NSString *)address
{
    objc_setAssociatedObject(self, "address", address, OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC);
}
- (NSString *)address
{
    return objc_getAssociatedObject(self, "address");
}

文章内容整理自美团点评技术团队：https://tech.meituan.com/DiveIntoCategory.html