KVC

2019-08-08 本文已影响0人碎梦_aimee

1.KVC定义

KVC ( Key-Value-Coding) 键值编码。指iOS开发中允许用户可以直接通过key名直接访问对象的属性，或者是直接给属性赋值。而不需要调用明确的存取方法。这样就可以在运行时动态的访问对象的属性。而不是在编译时就确定，这也是iOS动态编译的特性，也是黑魔法之一。

在实现了访问器(访问器getter 设置器setter)方法的类中，使用点语法和KVC访问对象其实差别不大，二者可以任意混用。但是没有访问起方法的类中，点语法无法使用，这时KVC就有优势了。

KVC的定义都是对NSObject的扩展来实现的,Objective-C中有个显式的NSKeyValueCoding类别名，所以对于所有继承了NSObject的类型，都能使用KVC(一些纯Swift类和结构体是不支持KVC的，因为没有继承NSObject)，下面是KVC最为重要的几个个方法：

修改值：

 - (void)setValue:(nullableid)value forKey:(NSString*)key;//通过Key来设值

  - (void)setValue:(nullableid)value forKeyPath:(NSString*)keyPath;//通过KeyPath来设值

 - (void)setValue:(nullableid)value forUndefinedKey:(NSString*)key;//如果Key不存在，且没有KVC无法搜索到任何和Key有关的字段或者属性，则会调用这个方法，默认是抛出异常。

 - (void)setNilValueForKey:(NSString*)key;//如果你在SetValue方法时,给Value传nil，则会调用这个方法

获取值：

- (nullableid)valueForKey:(NSString*)key;//直接通过Key来取值

 - (nullableid)valueForKeyPath:(NSString*)keyPath;//通过KeyPath来取值

 - (nullableid)valueForUndefinedKey:(NSString*)key;//如果Key不存在，且没有KVC无法搜索到任何和Key有关的字段或者属性，则会调用这个方法，默认是抛出异常。

其他方法：

+ (BOOL)accessInstanceVariablesDirectly;//默认返回YES，表示如果没有找到Set<Key>方法的话，会按照_key，_iskey，key，iskey的顺序搜索成员，设置成NO就不这样搜索

- (BOOL)validateValue:(inoutid__nullable* __nonnull)ioValue forKey:(NSString*)inKey error:(outNSError**)outError;//KVC提供属性值正确性�验证的API，它可以用来检查set的值是否正确、为不正确的值做一个替换值或者拒绝设置新值并返回错误原因。

- (NSMutableArray*)mutableArrayValueForKey:(NSString*)key;//这是集合操作的API，里面还有一系列这样的API，如果属性是一个NSMutableArray，那么可以用这个方法来返回。

- (NSDictionary *)dictionaryWithValuesForKeys:(NSArray *)keys;//输入一组key,返回该组key对应的Value，再转成字典返回，用于将Model转到字典。

2.KVC设值

KVC要设值，那么就要对象中对应的key，KVC在内部是按什么样的顺序来寻找key的。当调用setValue：属性值 forKey：@”name“的代码时，底层的执行机制如下：

程序优先调用set<Key>:属性值方法，代码通过setter方法完成设置。注意，这里的<key>是指成员变量名，首字母大小写要符合KVC的命名规则，下同
如果没有找到setName：方法，KVC机制会检查+ (BOOL)accessInstanceVariablesDirectly方法有没有返回YES，默认该方法会返回YES，如果你重写了该方法让其返回NO的话，那么在这一步KVC会执行setValue：forUndefinedKey：方法，不过一般开发者不会这么做。所以KVC机制会搜索该类里面有没有名为<key>的成员变量，无论该变量是在类接口处定义，还是在类实现处定义，也无论用了什么样的访问修饰符，只在存在以命名的变量，KVC都可以对该成员变量赋值。
如果该类即没有set<key>：方法，也没有_<key>成员变量，KVC机制会搜索_is<Key>的成员变量。
和上面一样，如果该类即没有set<Key>：方法，也没有_<key>和_is<Key>成员变量，KVC机制再会继续搜索<key>和is<Key>的成员变量。再给它们赋值。
如果上面列出的方法或者成员变量都不存在，系统将会执行该对象的setValue：forUndefinedKey：方法，默认是抛出异常。

简单来说就是 如果没有找到Set<Key>方法的话，会按照_key，_iskey，key，iskey的顺序搜索成员并进行赋值操作。

如果开发者想让这个类 禁用KVC，那么重写+ (BOOL)accessInstanceVariablesDirectly方法让其返回NO即可，这样的话如果KVC没有找到set<Key>:属性名时，会直接用setValue：forUndefinedKey：方法。

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Test: NSObject {
    NSString *_name;
}

@end

@implementation Test

@end

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        // insert code here...
        
        //生成对象
        Test *obj = [[Test alloc] init];
        //通过KVC赋值name
        [obj setValue:@"xiaoming" forKey:@"name"];
        //通过KVC取值name打印
        NSLog(@"obj的名字是%@", [obj valueForKey:@"name"]);
        
    }
    return 0;
}

打印结果：
2018-05-05 15:36:52.354405+0800 KVCKVO[35231:6116188] obj的名字是xiaoming

3.KVC取值

当调用valueForKey：@”name“的代码时，KVC对key的搜索方式不同于setValue：属性值 forKey：@”name“，其搜索方式如下：

首先按get<Key>,<key>,is<Key>的顺序方法查找getter方法，找到的话会直接调用。如果是BOOL或者Int等值类型，会将其包装成一个NSNumber对象。
如果上面的getter没有找到，KVC则会查找countOf<Key>,objectIn<Key>AtIndex或<Key>AtIndexes格式的方法。如果countOf<Key>方法和另外两个方法中的一个被找到，那么就会返回一个可以响应NSArray所有方法的代理集合(它是NSKeyValueArray，是NSArray的子类)，调用这个代理集合的方法，或者说给这个代理集合发送属于NSArray的方法，就会以countOf<Key>,objectIn<Key>AtIndex或<Key>AtIndexes这几个方法组合的形式调用。还有一个可选的get<Key>:range:方法。所以你想重新定义KVC的一些功能，你可以添加这些方法，需要注意的是你的方法名要符合KVC的标准命名方法，包括方法签名。
如果上面的方法没有找到，那么会同时查找countOf<Key>，enumeratorOf<Key>,memberOf<Key>格式的方法。如果这三个方法都找到，那么就返回一个可以响应NSSet所的方法的代理集合，和上面一样，给这个代理集合发NSSet的消息，就会以countOf<Key>，enumeratorOf<Key>,memberOf<Key>组合的形式调用。
如果还没有找到，再检查类方法+ (BOOL)accessInstanceVariablesDirectly,如果返回YES(默认行为)，那么和先前的设值一样，会按_<key>,_is<Key>,<key>,is<Key>的顺序搜索成员变量名，这里不推荐这么做，因为这样直接访问实例变量破坏了封装性，使代码更脆弱。如果重写了类方法+ (BOOL)accessInstanceVariablesDirectly返回NO的话，那么会直接调用valueForUndefinedKey:方法，默认是抛出异常。

4.KVC使用keyPath

在开发过程中，一个类的成员变量有可能是自定义类或其他的复杂数据类型，你可以先用KVC获取该属性，然后再次用KVC来获取这个自定义类的属性，
但这样是比较繁琐的，对此，KVC提供了一个解决方案，那就是键路径keyPath。顾名思义，就是按照路径寻找key。

- (nullable id)valueForKeyPath:(NSString *)keyPath;                  //通过KeyPath来取值
- (void)setValue:(nullable id)value forKeyPath:(NSString *)keyPath;  //通过KeyPath来设值

用代码实现如下：

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Test1: NSObject {
    NSString *_name;
}
@end

@implementation Test1
@end

@interface Test: NSObject {
    Test1 *_test1;
}

@end

@implementation Test
@end

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        // insert code here...
        
        //Test生成对象
        Test *test = [[Test alloc] init];
        //Test1生成对象
        Test1 *test1 = [[Test1 alloc] init];
        //通过KVC设值test的"test1"
        [test setValue:test1 forKey:@"test1"];
        //通过KVC设值test的"test1的name"
        [test setValue:@"xiaoming" forKeyPath:@"test1.name"];
        //通过KVC取值age打印
        NSLog(@"test的\"test1的name\"是%@", [test valueForKeyPath:@"test1.name"]);
        
    }
    return 0;
}

打印结果：
2018-05-05 16:19:02.613394+0800 KVCKVO[35436:6239788] test的"test1的name"是xiaoming

从打印结果来看我们成功的通过keyPath设置了test1的值。
KVC对于keyPath是搜索机制第一步就是分离key，用小数点.来分割key，然后再像普通key一样按照先前介绍的顺序搜索下去。

5.KVC处理异常

KVC中最常见的异常就是不小心使用了错误的key，或者在设值中不小心传递了nil的值，KVC中有专门的方法来处理这些异常

KVC处理nil异常

通常情况下，KVC不允许你要在调用setValue：属性值 forKey：(或者keyPath)时对非对象传递一个nil的值。很简单，因为值类型是不能为nil的。如果你不小心传了，KVC会调用setNilValueForKey:方法。这个方法默认是抛出异常，所以一般而言最好还是重写这个方法。
代码实现如下:

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Test: NSObject {
}

@end

@implementation Test

- (id)valueForUndefinedKey:(NSString *)key {
    NSLog(@"出现异常，该key不存在%@",key);
    return nil;
}

- (void)setValue:(id)value forUndefinedKey:(NSString *)key {
    NSLog(@"出现异常，该key不存在%@", key);
}

@end

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        // insert code here...
        
        //Test生成对象
        Test *test = [[Test alloc] init];
        //通过KVC设值test的age
        [test setValue:@10 forKey:@"age"];
        //通过KVC取值age打印
        NSLog(@"test的年龄是%@", [test valueForKey:@"age"]);
        
    }
    return 0;
}

打印结果：
2018-05-05 16:30:18.564680+0800 KVCKVO[35487:6277523] 出现异常，该key不存在age
2018-05-05 16:30:18.565190+0800 KVCKVO[35487:6277523] 出现异常，该key不存在age
2018-05-05 16:30:18.565216+0800 KVCKVO[35487:6277523] test的年龄是(null)

KVC处理数值和结构体类型属性

不是每一个方法都返回对象，但是valueForKey：总是返回一个id对象，如果原本的变量类型是值类型或者结构体，返回值会封装成NSNumber或者NSValue对象。
这两个类会处理从数字，布尔值到指针和结构体任何类型。然后开以者需要手动转换成原来的类型。
尽管valueForKey：会自动将值类型封装成对象，但是setValue：forKey：却不行。你必须手动将值类型转换成NSNumber或者NSValue类型，才能传递过去。
因为传递进去和取出来的都是id类型，所以需要开发者自己担保类型的正确性，运行时Objective-C在发送消息的会检查类型，如果错误会直接抛出异常。

举个例子，Person类有个NSInteger类型的age属性，如下:

//  Person.m
#import "Person.h"
 
@interface Person ()
 
@property (nonatomic,assign) NSInteger age;
 
@end
 
 
@implementation Person
 
@end

修改值

我们通过KVC技术使用如下方式设置age属性的值

[person setValue:[NSNumber numberWithInteger:5] forKey:@"age"];

我们赋给age的是一个NSNumber对象，KVC会自动的将NSNumber对象转换成NSInteger对象，然后再调用相应的访问器方法设置age的值。

获取值

同样，以如下方式获取age属性值

[person valueForKey:@"age"];

这时，会以NSNumber的形式返回age的值。

需要注意的是我们不能直接将一个数值通过KVC赋值的，我们需要把数据转为NSNumber和NSValue类型传入，那到底哪些类型数据要用NSNumber封装哪些类型数据要用NSValue封装呢？看下面这些方法的参数类型就知道了：

可以使用NSNumber的数据类型有：

+ (NSNumber*)numberWithChar:(char)value;
+ (NSNumber*)numberWithUnsignedChar:(unsignedchar)value;
+ (NSNumber*)numberWithShort:(short)value;
+ (NSNumber*)numberWithUnsignedShort:(unsignedshort)value;
+ (NSNumber*)numberWithInt:(int)value;
+ (NSNumber*)numberWithUnsignedInt:(unsignedint)value;
+ (NSNumber*)numberWithLong:(long)value;
+ (NSNumber*)numberWithUnsignedLong:(unsignedlong)value;
+ (NSNumber*)numberWithLongLong:(longlong)value;
+ (NSNumber*)numberWithUnsignedLongLong:(unsignedlonglong)value;
+ (NSNumber*)numberWithFloat:(float)value;
+ (NSNumber*)numberWithDouble:(double)value;
+ (NSNumber*)numberWithBool:(BOOL)value;
+ (NSNumber*)numberWithInteger:(NSInteger)valueNS_AVAILABLE(10_5,2_0);
+ (NSNumber*)numberWithUnsignedInteger:(NSUInteger)valueNS_AVAILABLE(10_5,2_0);

就是一些常见的数值型数据。

可以使用NSValue的数据类型有：

+ (NSValue*)valueWithCGPoint:(CGPoint)point;
+ (NSValue*)valueWithCGSize:(CGSize)size;
+ (NSValue*)valueWithCGRect:(CGRect)rect;
+ (NSValue*)valueWithCGAffineTransform:(CGAffineTransform)transform;
+ (NSValue*)valueWithUIEdgeInsets:(UIEdgeInsets)insets;
+ (NSValue*)valueWithUIOffset:(UIOffset)insetsNS_AVAILABLE_IOS(5_0);

NSValue主要用于处理结构体型的数据，它本身提供了如上集中结构的支持。任何结构体都是可以转化成NSValue对象的，包括其它自定义的结构体。

KVC键值验证（Key-Value Validation）

KVC提供了验证Key对应的Value是否可用的方法：

- (BOOL)validateValue:(inoutid*)ioValue forKey:(NSString*)inKey error:(outNSError**)outError;

该方法默认的实现是调用一个如下格式的方法：

- (BOOL)validate<Key>:error:

例如：

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Test: NSObject {
    NSUInteger _age;
}

@end

@implementation Test

- (BOOL)validateValue:(inout id  _Nullable __autoreleasing *)ioValue forKey:(NSString *)inKey error:(out NSError * _Nullable __autoreleasing *)outError {
    NSNumber *age = *ioValue;
    if (age.integerValue == 10) {
        return NO;
    }
    
    return YES;
}

@end

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        // insert code here...
        
        //Test生成对象
        Test *test = [[Test alloc] init];
        //通过KVC设值test的age
        NSNumber *age = @10;
        NSError* error;
        NSString *key = @"age";
        BOOL isValid = [test validateValue:&age forKey:key error:&error];
        if (isValid) {
            NSLog(@"键值匹配");
            [test setValue:age forKey:key];
        }
        else {
            NSLog(@"键值不匹配");
        }
        //通过KVC取值age打印
        NSLog(@"test的年龄是%@", [test valueForKey:@"age"]);
        
    }
    return 0;
}

打印结果：
2018-05-05 16:59:06.111671+0800 KVCKVO[35777:6329982] 键值不匹配
2018-05-05 16:59:06.112215+0800 KVCKVO[35777:6329982] test的年龄是0

这样就给了我们一次纠错的机会。需要指出的是，KVC是不会自动调用键值验证方法的，就是说我们如果想要键值验证则需要手动验证。但是有些技术，比如CoreData会自动调用。

6.KVC处理集合

KVC同时还提供了很复杂的函数，主要有下面这些：

简单集合运算符

简单集合运算符共有@avg， @count ， @max ， @min ，@sum5种，都表示什么直接看下面例子就明白了，目前还不支持自定义。

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Book : NSObject
@property (nonatomic, copy)  NSString* name;
@property (nonatomic, assign)  CGFloat price;
@end

@implementation Book
@end


int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        
        Book *book1 = [Book new];
        book1.name = @"The Great Gastby";
        book1.price = 10;
        Book *book2 = [Book new];
        book2.name = @"Time History";
        book2.price = 20;
        Book *book3 = [Book new];
        book3.name = @"Wrong Hole";
        book3.price = 30;
        
        Book *book4 = [Book new];
        book4.name = @"Wrong Hole";
        book4.price = 40;
        
        NSArray* arrBooks = @[book1,book2,book3,book4];
        NSNumber* sum = [arrBooks valueForKeyPath:@"@sum.price"];
        NSLog(@"sum:%f",sum.floatValue);
        NSNumber* avg = [arrBooks valueForKeyPath:@"@avg.price"];
        NSLog(@"avg:%f",avg.floatValue);
        NSNumber* count = [arrBooks valueForKeyPath:@"@count"];
        NSLog(@"count:%f",count.floatValue);
        NSNumber* min = [arrBooks valueForKeyPath:@"@min.price"];
        NSLog(@"min:%f",min.floatValue);
        NSNumber* max = [arrBooks valueForKeyPath:@"@max.price"];
        NSLog(@"max:%f",max.floatValue);
        
    }
    return 0;
}

打印结果：
2018-05-05 17:04:50.674243+0800 KVCKVO[35785:6351239] sum:100.000000
2018-05-05 17:04:50.675007+0800 KVCKVO[35785:6351239] avg:25.000000
2018-05-05 17:04:50.675081+0800 KVCKVO[35785:6351239] count:4.000000
2018-05-05 17:04:50.675146+0800 KVCKVO[35785:6351239] min:10.000000
2018-05-05 17:04:50.675204+0800 KVCKVO[35785:6351239] max:40.000000

对象运算符

比集合运算符稍微复杂，能以数组的方式返回指定的内容，一共有两种：

@distinctUnionOfObjects
@unionOfObjects

它们的返回值都是NSArray，区别是 前者返回的元素都是唯一的，是去重以后的结果；后者返回的元素是全集。

例如:

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Book : NSObject
@property (nonatomic, copy)  NSString* name;
@property (nonatomic, assign)  CGFloat price;
@end

@implementation Book
@end

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        
        Book *book1 = [Book new];
        book1.name = @"The Great Gastby";
        book1.price = 40;
        Book *book2 = [Book new];
        book2.name = @"Time History";
        book2.price = 20;
        Book *book3 = [Book new];
        book3.name = @"Wrong Hole";
        book3.price = 30;
        
        Book *book4 = [Book new];
        book4.name = @"Wrong Hole";
        book4.price = 10;
        
        NSArray* arrBooks = @[book1,book2,book3,book4];
        
        NSLog(@"distinctUnionOfObjects");
        NSArray* arrDistinct = [arrBooks valueForKeyPath:@"@distinctUnionOfObjects.price"];
        for (NSNumber *price in arrDistinct) {
            NSLog(@"%f",price.floatValue);
        }
        NSLog(@"unionOfObjects");
        NSArray* arrUnion = [arrBooks valueForKeyPath:@"@unionOfObjects.price"];
        for (NSNumber *price in arrUnion) {
            NSLog(@"%f",price.floatValue);
        }
        
    }
    return 0;
}

KVC处理字典

当对NSDictionary对象使用KVC时，valueForKey:的表现行为和objectForKey:一样。所以使用valueForKeyPath:用来访问多层嵌套的字典是比较方便的。

KVC里面还有两个关于NSDictionary的方法:

- (NSDictionary<NSString *, id> *)dictionaryWithValuesForKeys:(NSArray<NSString *> *)keys;
- (void)setValuesForKeysWithDictionary:(NSDictionary<NSString *, id> *)keyedValues;

dictionaryWithValuesForKeys:是指输入一组key，返回这组key对应的属性，再组成一个字典。
setValuesForKeysWithDictionary是用来修改Model中对应key的属性。下面直接用代码会更直观一点:

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Address : NSObject

@end

@interface Address()

@property (nonatomic, copy)NSString* country;
@property (nonatomic, copy)NSString* province;
@property (nonatomic, copy)NSString* city;
@property (nonatomic, copy)NSString* district;

@end

@implementation Address

@end


int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        
        //模型转字典
        Address* add = [Address new];
        add.country = @"China";
        add.province = @"Guang Dong";
        add.city = @"Shen Zhen";
        add.district = @"Nan Shan";
        NSArray* arr = @[@"country",@"province",@"city",@"district"];
        NSDictionary* dict = [add dictionaryWithValuesForKeys:arr]; //把对应key所有的属性全部取出来
        NSLog(@"%@",dict);
        
        //字典转模型
        NSDictionary* modifyDict = @{@"country":@"USA",@"province":@"california",@"city":@"Los angle"};
        [add setValuesForKeysWithDictionary:modifyDict];            //用key Value来修改Model的属性
        NSLog(@"country:%@  province:%@ city:%@",add.country,add.province,add.city);
        
        
    }
    return 0;
}

打印结果：
2018-05-05 17:08:48.824653+0800 KVCKVO[35807:6368235] {
city = "Shen Zhen";
country = China;
district = "Nan Shan";
province = "Guang Dong";
}
2018-05-05 17:08:48.825075+0800 KVCKVO[35807:6368235] country:USA province:california city:Los angle

7. KVC使用

KVC在iOS开发中是绝不可少的利器，这种基于运行时的编程方式极大地提高了灵活性，简化了代码，甚至实现很多难以想像的功能，KVC也是许多iOS开发黑魔法的基础。
下面列举iOS开发中KVC的使用场景.

动态地取值和设值

利用KVC动态的取值和设值是最基本的用途了。

用KVC来访问和修改私有变量

对于类里的私有属性，Objective-C是无法直接访问的，但是KVC是可以的。

Model和字典转换

这是KVC强大作用的又一次体现，KVC和Objc的runtime组合可以很容易的实现Model和字典的转换。

修改一些控件的内部属性

这也是iOS开发中必不可少的小技巧。众所周知很多UI控件都由很多内部UI控件组合而成的，但是Apple度没有提供这访问这些控件的API，这样我们就无法正常地访问和修改这些控件的样式。
而KVC在大多数情况可下可以解决这个问题。最常用的就是个性化UITextField中的placeHolderText了。

操作集合

Apple对KVC的valueForKey:方法作了一些特殊的实现，比如说NSArray和NSSet这样的容器类就实现了这些方法。所以可以用KVC很方便地操作集合。

用KVC实现高阶消息传递

当对容器类使用KVC时，valueForKey:将会被传递给容器中的每一个对象，而不是容器本身进行操作。结果会被添加进返回的容器中，这样，开发者可以很方便的操作集合来返回另一个集合。

#import <Foundation/Foundation.h>

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        
        NSArray* arrStr = @[@"english",@"franch",@"chinese"];
        NSArray* arrCapStr = [arrStr valueForKey:@"capitalizedString"];
        for (NSString* str  in arrCapStr) {
            NSLog(@"%@",str);
        }
        NSArray* arrCapStrLength = [arrStr valueForKeyPath:@"capitalizedString.length"];
        for (NSNumber* length  in arrCapStrLength) {
            NSLog(@"%ld",(long)length.integerValue);
        }
        
    }
    return 0;
}

打印结果：
2018-05-05 17:16:21.975983+0800 KVCKVO[35824:6395514] English
2018-05-05 17:16:21.976296+0800 KVCKVO[35824:6395514] Franch
2018-05-05 17:16:21.976312+0800 KVCKVO[35824:6395514] Chinese
2018-05-05 17:16:21.976508+0800 KVCKVO[35824:6395514] 7
2018-05-05 17:16:21.976533+0800 KVCKVO[35824:6395514] 6
2018-05-05 17:16:21.976550+0800 KVCKVO[35824:6395514] 7

方法capitalizedString被传递到NSArray中的每一项，这样，NSArray的每一员都会执行capitalizedString并返回一个包含结果的新的NSArray。
从打印结果可以看出，所有String都成功以转成了大写。
同样如果要执行多个方法也可以用valueForKeyPath:方法。它先会对每一个成员调用 capitalizedString方法，然后再调用length，因为lenth方法返回是一个数字，所以返回结果以NSNumber的形式保存在新数组里。

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