认识Objective-C的KVO与KVC
KVO
简介
Key-Value Observing是Objective-C的一个消息机制，它让特定对象的属性的变化可以被其他对象观测。这种消息机制，特别适合用在模型层和控制器层之间，作为实现解耦的有效方式。利用KVO实现观察者模式将变得非常容易。
通过KVO，既可以观测简单属性，比如标量、对象，也可以观测集合类对象，比如NSMutableArray、NSMutableSet等。
使用
首先请注意：KVO是同步发生的，并且注册行为和接收行为必须在同一个线程上进行。因此，应该避免在多线程使用KVO。
一般而言，使用KVO需要三步：
- 要确保有一个被观测对象；
- 通过
addObserver:forKeyPath:options:context:注册观察者，并且让观察者实现observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:，在接收到通知消息后实现相应的处理； - 当不再需要观测时，通过
removeObserver:forKeyPath:移除观察者。
下面通过一个颜色空间转换——从LAB到RGB之间的例子说明。
在KVO中，提供了一种表示属性之间依赖关系的机制，可以用来实现比较复杂的观察行为。比如在将某种颜色从LAB颜色空间向RGB颜色空间转换时，并不是简单的一对一的依赖关系，而是Red依赖于LAB的L值，green依赖于L和A，blue依赖于L和B。
// 根据Key分别指定依赖关系
+ (NSSet<NSString *> *)keyPathsForValuesAffectingValueForKey:(NSString *)key{
}
// 分开指定
+ (NSSet *)keyPathsForValuesAffecting<键名>
对于这个例子，具体的依赖关系如下：
+ (NSSet<NSString *> *)keyPathsForValuesAffectingRedComponent{
return [NSSet setWithObject:@"lComponent"];
}
+ (NSSet<NSString *> *)keyPathsForValuesAffectingGreenComponent{
return [NSSet setWithObjects:@"lComponent", @"aComponent", nil];
}
+ (NSSet<NSString *> *)keyPathsForValuesAffectingBlueComponent{
return [NSSet setWithObjects:@"lComponent", @"bComponent", nil];
}
+ (NSSet<NSString *> *)keyPathsForValuesAffectingColor{
return [NSSet setWithObjects:@"redComponent", @"greenComponent", @"blueComponent", nil];
}
通过上面的依赖关系，系统就会在L改变时更新R，在L、A之一或同时改变时更新B，在L、B之一或同时改变时修改B，而在R、G、B其中之一或多个改变时更新color的值。
@interface ColorConvertorViewController ()
@property (nonatomic, strong) ColorConvertor* labColorConverter;
@end
@implementation ColorConvertorViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view from its nib.
[self setLabColorConverter:[ColorConvertor new]];
[self setConvertorObserver];
[self.view setBackgroundColor:[UIColor lightTextColor]];
}
- (void)setConvertorObserver {
[self.labColorConverter addObserver:self
forKeyPath:@"color"
options:NSKeyValueObservingOptionInitial
context:NULL];
}
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context{
if ([keyPath isEqualToString:@"color"]) {
[self performSelector:@selector(updateColor:) withObject:change];
}
}
- (void)updateColor:(NSDictionary*)change {
id oldValue = change[NSKeyValueChangeOldKey];
id newValue = change[NSKeyValueChangeNewKey];
NSLog(@"update bgcolor, old: %@, new: %@", oldValue, newValue);
self.view.backgroundColor = self.labColorConverter.color;
}
在这里面，有一个比较特殊的参数Context，在大多数情况下传入NULL就可以了，但如果想针对消息发送者做一些特殊处理，在这里传入特定参数，就可以在处理消息时轻松的做相应的处理了。
- (void)setConvertorObserverWithContext{
[self.labColorConverter addObserver:self
forKeyPath:@"color"
options:(NSKeyValueObservingOptionInitial|
NSKeyValueObservingOptionOld|
NSKeyValueObservingOptionNew)
context:kColorConvertorKVOContextSomeOne];
}
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context{
if (context == kColorConvertorKVOContextSomeOne) {
// 做相应的处理
}
// ...
}
另外，对于参数Options而言，除过新值和就值之分之外，NSKeyValueObservingOptionInitial表示在注册时也会触发消息，而NSKeyValueObservingOptionPrior表示在修改之前也发送消息，可通过NSKeyValueChangeNotificationIsPriorKey区分是修改之前，还是修改之后的消息。
if ([change[NSKeyValueChangeNotificationIsPriorKey] boolValue]) {
// 改变之前
} else {
// 改变之后
}
还可以通过一个辅助类，将 -addObserver:forKeyPath:options:context:，-observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:和-removeObserverForKeyPath: 封装在一起，可有效减少控制器中的代码量，增加可读性。
- (void)setLabColorConverter:(ColorConvertor *)labColorConverter{
_labColorConverter = labColorConverter;
_colorObserveToken = [KeyValueObserver observeObject:labColorConverter
keyPath:@"color"
target:self
selector:@selector(updateColor:)
options:NSKeyValueObservingOptionInitial];
}
- (void)updateColor:(NSDictionary*)change {
self.view.backgroundColor = self.labColorConverter.color;
}
详细例子见：通过KVO实现颜色空间LAB到RGB之间的转换
在这里，一定要注意：
- 在合适的时机，移除观察者，否则容易发生内存泄漏；
- 不要多次移除同一个观察者，否则应用将Crash掉。
至于KVO的实现原理，是根据Runtime提供的动态能力Method Swizzling。先在运行期动态创建一个继承自被观察类的新类，其名为NSKVONotifying_OriginalClassName，里面会添加willChangeValueForKey:和didChangeValueForKey:。然后在注册KVO时，会将被观察者对象的isa指针指向新创建的类。最后在被观察者的属性被修改时，调用相关方法执行。
手动发送
基于NSObject的一些基本实现，Objective-C默认会自动发送关于对象属性变化的一切消息。具体而言，编译器会在对象的访问器方法中修改属性的前后分别调用两个方法：
- (void)willChangeValueForKey:(NSString *)key- (void)didChangeValueForKey:(NSString *)key
如果想手动发送这些消息，那就手动调用上面这两个方法。但前提是通过重写类的 automaticallyNotifiesObserversForKey: ，关闭自动发送机制。
+ (BOOL)automaticallyNotifiesObserversOfName{
return NO;
}
+ (BOOL)automaticallyNotifiesObserversForKey:(NSString *)key{
if ([[NSArray arrayWithObjects:@"name", nil] containsObject:key]) {
return NO;
}
return YES;
}
- (void)setName:(NSString *)name{
[self willChangeValueForKey:@"name"];
_name = name;
[self didChangeValueForKey:@"name"];
}
但注意在大多数情况下，我们都不需要手动发送这些消息，因为这样做并不会带来可观的性能提升，而且还容易出现难以调试的Bug。
KVC
Key-Value-Coding同样是一种非常有用的机制，它允许Objective-C中的对象可以像字典NSDictionary一样，通过一个键Key就可以访问值或设置值，这个键就是对象属性的字符串名称。对于对象的标量属性，KVC将自动包装为对应的NSNumber类。
使用
不要小看这一机制，在某些场景中，利用KVC可明显提高代码质量。
下面通过一个类似通讯录的例子说明KVC的强大之处。
// Contact类
@interface ClassmateContact : NSObject
@property (nonatomic, copy) NSString *name;
@property (nonatomic, copy) NSString *nickname;
@property (nonatomic, copy) NSString *email;
@property (nonatomic, copy) NSString *city;
@end
// 视图控制器
@interface ClassmateContactViewController ()<UITextFieldDelegate>
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UITextField *nameTextField;
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UITextField *nicknameTextField;
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UITextField *emailTextField;
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UITextField *cityTextField;
@property (strong, nonatomic) ClassmateContact *contact;
@end
@implementation ClassmateContactViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
self.contact = [ClassmateContact new];
self.contact.name = @"Yapeng Wang";
self.contact.nickname = @"Walker";
self.contact.email = @"wwalkerrr@gmail.com";
self.contact.city = @"Xi'an Shannxi";
}
- (void)viewDidAppear:(BOOL)animated{
[super viewDidAppear:animated];
[self updateTextFields];
}
- (NSArray *)contactStringKeys;{
return @[@"name", @"nickname", @"email", @"city"];
}
- (UITextField *)textFieldForModelKey:(NSString *)key{
return [self valueForKey:[key stringByAppendingString:@"Field"]];
}
// 更新UI
- (void)updateTextFields{
for (NSString *key in [self contactStringKeys]) {
[[self textFieldForModelKey:key] setText:[self.contact valueForKey:key]];
}
}
// 更新Model
- (void)textFieldDidEndEditing:(UITextField *)textField{
for (NSString *key in [self contactStringKeys]) {
UITextField *tf = [self textFieldForModelKey:key];
if (tf == textField) {
[self.contact setValue:textField.text forKey:key];
break;
}
}
NSLog(@"contact:%@", self.contact);
}
@end
通过这几十行代码就可以实现Model和View之间的绑定，非常高效。详细见：使用KVC快速绑定Model和View。
键路径KeyPath
KVC 同样允许我们通过关系来访问对象。假设 person 对象有属性 address，address 有属性 city，我们可以这样通过 person 来访问 city：
[person valueForKeyPath:@"address.city"]
集合操作
KVC另一个更强大的功能是对于集合类的操作。比如，可以获取数组中最大的值。
SArray *a = @[@4, @84, @2];
NSLog(@"max = %@", [a valueForKeyPath:@"@max.self"]);
请注意，这里用的是 valueForKeyPath: ，而不是 valueForKey: 。
这种操作的语法结构是这样的：
KVC的集合聚合操作符语法
其中，中间的操作符可分为三类，包括：
- 聚合操作符，根据特定键Key做聚合计算，最后得到一个单值对象。
- @avg
- @count
- @min
- @max
- @sum
- 数组操作符，根据特定键Key取出相应的值，最后得到一个数组对象。
- @distinctUnionOfObjects
- @unionOfObjects
- 嵌套操作符，操作对象为数组的数组，最后得到的结果也是一个数组对象。
- @distinctUnionOfArrays
- @unionOfArrays
- @distinctUnionOfSets
详细例子可见：Key-Value Coding Programming Guide。
KVV
KVV即Key-Value Validating，用来验证属性的API。一般情况下，我们都需要在控制器中对某些输入值进行验证，之后才能进行后续的操作。
结合KVV根据键验证值时，一个强大的能力在于可以对值进行操作，比如对字符串进行去空白处理等。
- (BOOL)validateName:(NSString * _Nullable __autoreleasing *)name error:(NSError *__autoreleasing _Nullable *)error{
if (*name == nil) {
*name = @"";
return YES;
}
*name = [*name stringByTrimmingCharactersInSet:[NSCharacterSet whitespaceAndNewlineCharacterSet]];
return YES;
}
