[Objective-C] id类型和instancetype类型

前些时间在源码里看到instancetype返回类型，一脸惊异，表示接触iOS不久没见过这东西，但发现跟id功能差不多。故查了一些资料，了解了两者之间的区别，故将资料简单翻译整理了一下，为博客充一个数 : )

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id类型

id数据类型可以存储任何类型的对象。可以说，它是一般对象类型。

例如可以声明一个为id类型的变量：

id graphicObject

也可声明方法使其具有id类型的返回值：

- (id)newObject:(int)type;

id类型是Objective-C中十分重要的特性，它是多态和动态绑定的基础。

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instancetype类型

instancetype是clang3.5开始提供的一个关键字，表示一个未知的Objective-C对象，类似于id

按照Cocoa的惯例，Objective-C里所有使用init，alloc等名称的方法都会返回一个接受类类型的实例。这些方法被称为“有一个关联的返回类型”的方法，也就是说发给这些方法中的任意一个的消息都会返回一个以相同的静态类型代替接收类类型的一个实例，例如：

@interface NSObject
+ (id)alloc;
- (id)init;
@end

@interface NSArray : NSObject
@end

和下面的通用初始化代码：

NSArray *array = [[NSArray alloc] init];

该表达式[NSArray alloc]是NSArray *类型，因为alloc拥有一个隐式的关联的返回类型。类似的，表达式[[NSArray alloc] init]也是NSArray *类型，因为init的返回类型也是一个关联的返回类型，同时也知道它的接收器有一个NSArray *的类型。如果alloc和init都没有一个关联的返回类型，表达式就会返回一个id类型，如同方法签名里声明的一样。

iOS 8 里很多以前返回id的方法现在都改为了instancetype，甚至init和alloc。另外考虑兼容swift，还是用instancetype好

可以通过声明instancetype类型作为一个拥有关联类型的方法的返回类型。instancetype这个上下文关键字只允许用在Objective-C方法的返回类型中。例如：

注意只能用在Objective-C的方法中，变量不行的哦。常见于构造方法。

@implementation oneObject
+ (instancetype)initOneObject {
    oneObject *obj = [oneObject new];
	return oneObject;
}
@end

一个关联返回类型也可以通过一些方法推断出来。要确定一个方法是否有一个可以被推断出的关联的返回类型，首先要参考驼峰命名法命名的selector中的第一个单词（如initWithObjects中的init），其次要看其返回类型与自己的类的类型是否兼容，并且：

• 第一个单词是alloc或new，并且方法是一个类方法(+开头)
• 第一个单词是autorelease，init，retain或者self，且方法是一个实例方法(-开头)

如果一个拥有关联返回类型的方法被子类方法复写了，那么子类方法必须返回一个与子类类型兼容的类型。比如：

@interface NSString : NSObject
- (NSUnrelated *)init; // incorrect usage: NSUnrelated is not NSString or a superclass of NSString
@end

关联的返回类型只会影响发送的消息的类型或者通过指定方法访问属性的类型。在其他方面，拥有关联返回类型的方法与返回id类型的方法是一致的。

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用instancetype代替id有什么好处？

用instancetype可以给自定义方法一个类似alloc/init的行为，这个主要方便于构造函数

当使用id时，本质上不会有任何类型检查。使用instancetype，编译器和IDE知道返回的是什么类型的东西，并且更好地检查你的代码和自动补全代码。举个例子：

//Class A
@interface ClassA : NSObject

- (id)methodA;
- (instancetype)methodB;

@end

//Class B
@interface ClassB : NSObject

- (id)methodX;

@end

//Main.m
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        //这一行编译器不会产生报错，因为methodA方法返回的是id。但在运行时会出现异常
        [[[[ClassA alloc] init] methodA] methodX];
        //这一行不会通过编译器的检查，错误为"No visible @interface ClassA declares selector methodX"，因为methodB返回instancetype，即接收器的类型。
        [[[[ClassA alloc] init] methodB] methodX];
    }
    return 0;
}

也可以说，在所有可以使用instancetype的情形中都有其好处。在详细解释之前，先声明：在一个类返回一个与自己类型一致的实例时，就适合使用instancetype。

实际上，Apple对于这个主题是这么解释的：

在你的代码中，在合适的地方用返回类型instancetype代替id类型。这通常出现在init方法和类的工厂方法。即使编译器会自动的把以init，alloc和new开头和返回类型为id的方法转换成返回instancetype类型，除此之外它并不会转换其他方法。Objectice-C 明确约定对所有方法都写instancetype。来源Adopting Modern Objective-C

下面继续，首先看几个定义：

@interface Foo:NSObject
- (id)initWithBar:(NSInteger)bar; //initializer
+ (id)fooWithBar:(NSInteger)bar;  //class factory
@end

对于一个类工厂方法，你应该总是使用instancetype类型。编译器不会自动将id转换为instancetype。这个id是一个通用对象。不过你一旦将其改为instancetype，编译器就知道这个方法返回的是一个什么类型的对象。

这并不是一个学术问题。举例来说，以前在Mac OS下[[NSFileHandle fileHandleWithStandardOutput] writeData:formattedData]会产生如下错误：Multiple methods named 'writeData:' found with mismatched result, parameter type or attributes。原因就在于NSFileHandle和NSURLHandle都提供一个writeData:方法。由于[NSFileHandle fileHandleWithStandardOutput]返回的是id，编译器就不确定writeData:是哪个类调用的。

解决这个问题就需要做下列方法中的一个：

[(NSFileHandle *)[NSFileHandle fileHandleWithStandardOutput] writeData:formattedData];

或者

NSFileHandle *fileHandle = [NSFileHandle fileHandleWithStandardOutput];
[fileHandle writeData:formattedData];

当然，更好的方法就是声明fileHandleWithStandardOutput的返回类型为instancetype。这样，就不需要声明类型或赋值了。

现在版本的O-C源码里对上述例子有了修改：+ (NSFileHandle *)fileHandleWithStandardOutput;，所以不会有报错。不过，还是有其他例子存在，比如length方法，在UILayoutSupport中返回CGFloat，在NSString里返回NSUInteger

对于初始化器，这个就更加复杂了。当你写出如下代码：

- (id)initWithBar:(NSInteger)bar

编译器就会假设你输入的是这样的代码

- (instancetype)initWithBar:(NSInteger)bar

这对于ARC来说很重要。见前面instancetype的定义。

这也就是为什么很多人会说使用instancetype不是必须的。当然我认为你还是应该去这么写。下面会解释为什么：

这有三个好处：

1. 明确性。你的代码的行为如同你写的那样，而不是其他行为。
2. 模式化。你为此养成了一个好的代码习惯，这有时的确很重要。
3. 一致性。你写的代码前后会保持一致，增加其可读性。

明确性：

不得不承认，一个初始化方法init返回instancetype并不会带来明显的技术优势。但是这只是因为编译器会自动地将id转换为instancetype。你若让init 方法返回id类型，编译器还要再解释这个方法好像是要返回instancetype，这样总会显得很奇怪。

下面两句代码对于编译器来说是等价的：

- (id)initWithBar:(NSInteger)bar;
- (instancetype)initWithBar:(NSInteger)bar;

而对你来说，看这两行代码应该并不一样。在最好的情况下而言，你会学会忽略这两行的差别。但这并不是你应该学会忽略的，对你来说这两句应该是不一样的

模式化：

当然init方法和其他方法没有区别，但一旦你定义一个类工厂，那就有差别了。

下面两行代码并不等价：

+ (id)fooWithBar:(NSInteger)bar;
+ (instancetype)fooWithBar:(NSInteger)bar;

你需要第二个代码样式。如果你习惯去写instancetype作为返回类型的话，你每次都会得到正确的类型。

一致性：

最后，想象你把这些东西都放在一起：你想要一个init方法和一个类工厂。

如果你习惯于对init使用id类型，你的代码看起来是这样：

- (id)initWithBar:(NSInteger)bar;
+ (instancetype)fooWithBar:(NSInteger)bar;

但是，如果你使用instancetype，你的代码就好看的多

- (instancetype)initWithBar:(NSInteger)bar;
+ (instancetype)fooWithBar:(NSInteger)bar;

这样更明确也更可读。而且更清楚的看到他们返回同样的东西。

结论：

除非你是故意为旧的编译器写代码，否则在合适的地方你应该用instancetype。

以后当你写id之前应该三思：这个方法返回的是否是这个类的实例，如果是，就用instancetype。

当然，还是会有很多需要写id类型的情形，但你可能用instancetype会更多一些。

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参考

http://clang.llvm.org/docs/LanguageExtensions.html#related-result-types

http://stackoverflow.com/questions/8972221/would-it-be-beneficial-to-begin-using-instancetype-instead-of-id

http://nshipster.com/instancetype/

Written with StackEdit.