Objective-C 对象(内容根据iOS编程编写)
开发iOS程序需要使用 Objective-C 语言和Cocoa Touch框架。Objective-C 源于 C 语言,是 C 语言的扩展。 Cocoa Touch框架是一个Objective-C类的集合。本篇文章用来介绍一些Objective-C基础知识。
- 对象
假设有一场聚会。该聚会有若干特有的属性,例如聚会的名称,日期和一根受邀请的名单。此外,还有“聚会”需要做些事情,比如向受邀请者发送一封提醒邮件,或者取消聚会。
如果使用C语言,那么我们可以定义一个 结构体 ,用于保存这场聚会的数据类型。
如果使用 Objective-C 来定义这些数据类型,我们就需要用到 类 。 类就像是制造汽车的工厂,通过工厂(类:聚会)我们可以制造汽车(具体的某一场特性的聚会),这些汽车都是工厂的的实例,每个实例对象都能为某一个特定的聚会保存数据。
所有的对象,都是在内存中的一块数据,类似于结构体。对象要通过实例变量保存属性(例如:汽车的颜色,形状,型号。聚会的名称,等都是属性)。在 Objective-C 中实例变量名之前通常会加上一个下划线。因此,我们的 Party 对象定义实例变量: _name(名称),_date(日期),_budget(预算)
C 结构是一块内存,对象也是一块内存。C 结构有数据成员,每个数据成员有自己的名称和类型。类似的对象有自己的实例变量,每个实例变量有自己的类型和名称。两者之间有一个重要的差别:类有方法。方法有自己的名称,返回类型和传入的参数。此外方法还可以访问对象的实例变量。要调用某个对象的方法,可以向该对象发送响应的 消息
- 使用对象
要使用某个类的对象,就需要必须先得到一个指向该对象的变量。 这类“指针变量”保存的就是对象在内存中的地址。申明实例 Party * partyInstance 。知识创建了一个对阵,并没有创建任何对象,仅仅申明了一个可以指向某个Party的指针变量。
创建对象
对象是有生命周期的,出生到死亡。首先是被创建出来,之后介绍消息,最后不需要的时候要被释放。
创建类实例变量 Party * partyInstance = [[Party alloc] init]; 这种完成初始化的方法叫做“嵌套消息发送”,在oc编程中是很常见的。
发送消息
一旦某个对象完成了初始化,就可以向其发送消息。消息必须写到一个方括号正,一个消息包含三个部分:
1. 接收方 :指针,指向执行方法的对象
2. 选择器 :需要执行方法的方法名
3. 实参 :一边两形式传给方法的数值
下面我们以Party为例,向Party发送 addAttendee:消息 [partyInstance addAttendee:somePerson] ,这里我们向 partyInstance(接收方)发送 addAttendee:方法(取决于选择器)并传入 somePerson(实参);在iOS中可以有很多参数,也可以没有参数
释放对象
将指向对象的变量设置为 nil,可以要求程序释放该对象; partyInstance = nil; 表示会释放 partyInstance 变量所指向的对象;在iOS中允许向 nil 发送消息。
- 编写第一个命令行工具 RandomItems
选择Xcode,进入命令行工具,RandomItems的第一个版本将创建一个包含4个字符串的数组。 数组 包含一组按照顺序排列的对象,可以通过下表索引来存取数组中数据。跟 Python 中的 list 比较相似。
- 创建数组,并填充字符串
#import <Foundation/Foundation.h> int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
// 创建一个NSMutableArray对象,并用items变量保存该对象的地址
NSMutableArray * items = [[NSMutableArray alloc] init]; // 向items 所指向的NSMutableArray对象发送addObject:消息
// 每次传入一个字符串
[items addObject:@"One"];
[items addObject:@"Two"];
[items addObject:@"Three"]; // 继续向同一个对象发送消息,这次是insertObject:atIndex:
[items insertObject:@"Zero" atIndex:]; // 释放items 所指向的 NSMutableArray 对象
items = nil;
}
return ;
}
每次加入的对象是一个NSString字符串对象,可以通过 @“” 来快速创建一个字符串。
2. 遍历数组
这里我们可以直接使用for循环,也可以使用快速遍历。使用for循环的原理是:数组中下标索引是从0开始,到数组中最后一个对象是数组总数量-1.
#import <Foundation/Foundation.h> int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
// 创建一个NSMutableArray对象,并用items变量保存该对象的地址
NSMutableArray * items = [[NSMutableArray alloc] init]; // 向items 所指向的NSMutableArray对象发送addObject:消息
// 每次传入一个字符串
[items addObject:@"One"];
[items addObject:@"Two"];
[items addObject:@"Three"]; // 继续向同一个对象发送消息,这次是insertObject:atIndex:
[items insertObject:@"Zero" atIndex:]; // 使用for循环来遍历数组中对象
for (NSInteger i = ; i < items.count; i++) {
NSString * item = [items objectAtIndex:i];
NSLog(@"%@",item);
}
// 释放items 所指向的 NSMutableArray 对象
items = nil;
}
return ;
}
输出结果:
-- ::50.323 RandomItems[:] Zero
-- ::50.324 RandomItems[:] One
-- ::50.324 RandomItems[:] Two
-- ::50.324 RandomItems[:] Three
当然,我们同样可以使用快速遍历的方法来输出结果:
// 使用快速枚举法来遍历
for (NSString * item in items) {
NSLog(@"%@",item);
}
这段代码同样可以工作。这种遍历数组的语法出错率更低,更重要的是经过编译器的优化,通常比for循环更快。在数组比较多,或者比较调用比较频繁的时候最好使用这种方法。但是有一个限制,如果需要在循环体中添加或者删除对象,那么就不能使用快速枚举方法。
现在我们来对这段代码进行简单剖析。在我们创建的RandItems程序中一共有5个对象:其中一个是 NSMutableArray 对象,4个 NSString 对象。
在OC中,数组所包含的对象并不是真正的对象本身,只是指向对象的指针而已,真正的对象都是存放在堆内存中的。
- 创建Objective-C类的子类
1. 使用快捷键 command + N 来创建一个新的文件,之后选中 OS X -> Source来创建一个新的文件,可以选则文件存放位置等。这里我们命名为 JXItem
2. 新创建的类文件继承至 NSObject 创建好文件之后在代码控制板中我们可以发现有两个文件: JXItem.h JXItem.m ;其中 .h 文件是头文件,也叫作接口文件,赋值声明类的类名,父类,实例变量及该类实现的全部方法; .m 文件就是一个实现文件,用来包含该 .h文件中中声明的全部方法等。
实例变量:
实例变量就相当于我们真是世界中的 比如说你拥有的一辆汽车,汽车有品牌,颜色,价钱等固有属性;实例变量就相对于我们真是世界中的物品的属性。下面我们来声明一些实例变量。
#import <Foundation/Foundation.h> @interface JXItem : NSObject
{
NSString *_itemName;
NSString *_serialNumber;
int _valueInDollars;
NSDate *_dateCreated;
}
@end
声明了实例变量之后就相当于我们在声明每个 JXItem 对象之后都会在内存中有四个空位,用来存放我们声明的实例变量(物体的属性)。其中一个是用来存放 int 证书,另外三个用来存放指向对象的指针,分别是两个指向 NSString 对象和一个 NSDate 对象。
存取实例变量:
给对象添加了实例变量之后,我们要开始使用它,通过添加存取变量的方法,我们就可以顺利的使用这些数据,这样的方法在OC中我们叫做 存取方法 。如果是既可以存进去,也可以取出来的我们叫做存取方法;如果是只能读出来,但是不能存进去的我们叫做只读的,这类属性只需要取方法。
#import <Foundation/Foundation.h> @interface JXItem : NSObject
{
NSString *_itemName;
NSString *_serialNumber;
int _valueInDollars;
NSDate *_dateCreated;
} // 存方法
- (void)setItemName:(NSString *)str;
// 取方法
- (NSString *)itemName; - (void)setSerialNumber:(NSString *)str;
- (NSString *)serialNumber; - (void)setValueInDollars:(int)v;
- (in)valueInDollars; - (NSDate *)dateCreated;
@end
在OC中,村方法的命名规则为英文set加上要修改的实例变量的变量名(首字母要大写)。
接下来我们开始实现存取方法。任何一个类的实现文件,都必须在顶部导入自己的头文件。类的实现需要知道响应你的类是如何声明的。在OC中我们使用 #import 来导入,作用和C语言中 #include 作用相同。唯一的差别是 #import 可以确保不会重复导入用一个文件,所以在OC中建议使用 #import
#import "JXItem.h" @implementation JXItem - (void)setItemName:(NSString *)str {
_itemName = str;
}
- (NSString *)itemName {
return _itemName;
} - (void)setSerialNumber:(NSString *)str {
_serialNumber = str;
}
- (NSString *)serialNumber {
return _serialNumber;
} - (void)setValueInDollars:(int)v {
_valueInDollars = v;
}
- (int)valueInDollars {
return _valueInDollars;
} - (NSDate *)dateCreated {
return _dateCreated;
}
@end
在这段代码中,存方法是将传入的参数直接赋值给了实例变量,当然也可以将传入的参数进行一定的运算之后传给实例变量;取方法则就是取得是返回实例变量的值。
下面,我们开始测试新创建的类和存取方法。首先在 main.m 中导入 JXItem.h 头文件。因为 JXItem 类位于仅包含自己一个类的类文件中,所以必须要明确的导入,否则编译器编译的时候就会报错。
#import <Foundation/Foundation.h>
#import "JXItem.h" int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
// 创建一个NSMutableArray对象,并用items变量保存该对象的地址
NSMutableArray * items = [[NSMutableArray alloc] init]; // 向items 所指向的NSMutableArray对象发送addObject:消息
// 每次传入一个字符串
[items addObject:@"One"];
[items addObject:@"Two"];
[items addObject:@"Three"]; // 继续向同一个对象发送消息,这次是insertObject:atIndex:
[items insertObject:@"Zero" atIndex:]; // 使用快速枚举法来遍历
for (NSString * item in items) {
NSLog(@"%@",item);
} JXItem * item = [[JXItem alloc] init];
NSLog(@"%@ %@ %@ %d",item.itemName,item.dateCreated,item.serialNumber,item.valueInDollars);
// 释放items 所指向的 NSMutableArray 对象
items = nil;
}
return ;
}
打印结果:
-- ::50.302 RandomItems[:] Zero
-- ::50.303 RandomItems[:] One
-- ::50.303 RandomItems[:] Two
-- ::50.303 RandomItems[:] Three
-- ::50.303 RandomItems[:] (null) (null) (null)
Program ended with exit code:
可以看到现在我们仅仅初始化了我们创建的类,并没有将之赋值,所以的实例变量都是默认值。因为当实例变量是指向对象的指针,那么相应的初始值为nil;而如果实例变量是int这样的基本类型,那么其值就会是0 。
下面,我们为新创建的对象设置一些有意义的值。
#import <Foundation/Foundation.h>
#import "JXItem.h" int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
// 创建一个NSMutableArray对象,并用items变量保存该对象的地址
NSMutableArray * items = [[NSMutableArray alloc] init]; // 向items 所指向的NSMutableArray对象发送addObject:消息
// 每次传入一个字符串
[items addObject:@"One"];
[items addObject:@"Two"];
[items addObject:@"Three"]; // 继续向同一个对象发送消息,这次是insertObject:atIndex:
[items insertObject:@"Zero" atIndex:]; // 使用快速枚举法来遍历
for (NSString * item in items) {
NSLog(@"%@",item);
} JXItem * item = [[JXItem alloc] init];
item.itemName = @"Ferrari";
item.serialNumber = @"PC23138";
item.valueInDollars = ;
NSLog(@"%@ %@ %@ %d",item.itemName,item.dateCreated,item.serialNumber,item.valueInDollars); // 释放items 所指向的 NSMutableArray 对象
items = nil;
}
return ;
}
打印结果:
-- ::44.566 RandomItems[:] Zero
-- ::44.567 RandomItems[:] One
-- ::44.567 RandomItems[:] Two
-- ::44.567 RandomItems[:] Three
-- ::44.567 RandomItems[:] Ferrari (null) PC23138
Program ended with exit code:
解释:有些人可能会纳闷,这里我们并没有调用 set方法来给我们自定义的类的实例变量来赋值,为什么这里就可以打印出来了。这是因为我们这里使用了点语法。 点语法的格式为:消息接受者(item)后面加上一个 “.” ,在加上实例变量的名字。这样子就可以取代我们的 set方法。值得注意的是,点语法虽然很方便,但是会经常给我们造成困扰,你会发现点语法放在等号的左边和右边效果是不一样的。他们的区别是:如果点语法用在赋值号的左边,就表示存方法(set方法);如果在右边就代表是取方法。
类方法和实例方法
在OC中,方法可以分为类方法和实例方法。
类方法的作用通常是创建一个对象,获取类的某些全局的属性。类方法不会创建到对象上,也不会存取实例变量。类就好比是一个法拉利工作,对象就是一台法拉利。工厂只会有一些生产规划时间等,而某个法拉利自身的属性,比如说是创建时间,只有他自己知道,工厂只能知道在一段时间内有多少台法拉利被生产。
实例变量方法:用来操作类的对象。
当我们调用实例方法时,需要向类的对象发送消息;调用类方法时,只需要向类本身发送消息。
例如,我们在创建 JXItem 对象的时候,首先向 JXItem 类发送 alloc (类方法)消息,然后使用 alloc 方法创建的对象发送 init (实例方法)消息。
覆盖方法
子类可以覆盖父类的方法。我们这里以 description 为例,向某个 NSObject 对象发送 description 消息是,可以得到一个 NSString 对象来描述当当前对象的类名和其在内存中的地址信息。通常格式为 <JXItem: 0x1002042b0> 。 下面我们来尝试覆盖整个方法,来自定义。
#import "JXItem.h" @implementation JXItem - (void)setItemName:(NSString *)str {
_itemName = str;
}
- (NSString *)itemName {
return _itemName;
} - (void)setSerialNumber:(NSString *)str {
_serialNumber = str;
}
- (NSString *)serialNumber {
return _serialNumber;
} - (void)setValueInDollars:(int)v {
_valueInDollars = v;
}
- (int)valueInDollars {
return _valueInDollars;
} - (NSDate *)dateCreated {
return _dateCreated;
} - (NSString *)description {
NSString * descriptionString = [[NSString alloc] initWithFormat:@"%@ (%@): Worth $%d,recorded on %@",self.itemName,self.serialNumber,self.valueInDollars,self.dateCreated];
return descriptionString;
}
@end
调用方法:
#import <Foundation/Foundation.h>
#import "JXItem.h" int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
// 创建一个NSMutableArray对象,并用items变量保存该对象的地址
NSMutableArray * items = [[NSMutableArray alloc] init]; // 向items 所指向的NSMutableArray对象发送addObject:消息
// 每次传入一个字符串
[items addObject:@"One"];
[items addObject:@"Two"];
[items addObject:@"Three"]; // 继续向同一个对象发送消息,这次是insertObject:atIndex:
[items insertObject:@"Zero" atIndex:]; // 使用快速枚举法来遍历
for (NSString * item in items) {
NSLog(@"%@",item);
} JXItem * item = [[JXItem alloc] init];
item.itemName = @"Ferrari";
item.serialNumber = @"PC23138";
item.valueInDollars = ;
NSLog(@"%@",item);
// 释放items 所指向的 NSMutableArray 对象
items = nil;
}
return ;
}
打印结果:
-- ::59.595 RandomItems[:] Zero
-- ::59.596 RandomItems[:] One
-- ::59.596 RandomItems[:] Two
-- ::59.596 RandomItems[:] Three
-- ::59.596 RandomItems[:] Ferrari (PC23138): Worth $,recorded on (null)
解释:当我们在程序中调用 NSLog(@"%@",item); 这句话会首先调用 description 方法。
- 初始化方法
我们创建的 JXItem 目前还只能充 NSObject 类继承来的 init 方法来初始化对象。现在我们就来创建两个新的实例方法用于初始化对象;这种用于初始化类的对象的方法我们称之为初始化方法。
#import <Foundation/Foundation.h> @interface JXItem : NSObject
{
NSString *_itemName;
NSString *_serialNumber;
int _valueInDollars;
NSDate *_dateCreated;
} // 初始化方法
- (instancetype)initWithItemName:(NSString *)name
valueInDollars:(int)value
serialNumber:(NSString *)sNumber; - (instancetype)initWithItemName:(NSString *)name;
// 存方法
- (void)setItemName:(NSString *)str;
// 取方法
- (NSString *)itemName; - (void)setSerialNumber:(NSString *)str;
- (NSString *)serialNumber; - (void)setValueInDollars:(int)v;
- (int)valueInDollars; - (NSDate *)dateCreated;
@end
每个初始化方法的方法名都会以 init 开头。这种初始化方法的命名模式只是一种约定,但是在 OC 中我们应该严格遵守这种约定。这类自定义的初始化方法一般都会带有参数,为的就是应付各种不同的初始化需要。
- 指定初始化方法
任何一个类,不管有多少个初始化方法,都必须选定其中一个作为 指定初始化 方法。
instancetype
上面我们创建的两个初始化方法的返回值类型都是 instancetype 。该关键字表示方法的返回类型个调用方法的对象类型相同。 init 方法的返回类型都应该声明为 instancetype 。这里可能会有疑问,为什么我们不反悔这个类本身的类型呢?这是因为我们有可能会继续写一个类来继承这个类,由于子类可以继承父类的方法,其中包括初始化方法和返回类型。如果是这个类的子类调用初始化方法,那么返回同样是这个类对象,而不是这个类的子类对象。所以为了避免这个问题,我们使用 instancetype 来动态获取当前类对象。
实现JXItem类的指定初始化方法
在 JXItem.m 中为该类实现指定初始化方法
#import "JXItem.h" @implementation JXItem
- (instancetype)initWithItemName:(NSString *)name
valueInDollars:(int)value
serialNumber:(NSString *)sNumber {
// 调用父类的初始化方法
self = [super init]; // 判断父类的指定初始化方法是否是成功创建
if (self) {
// 为实例变量设置初始值
_itemName = name;
_serialNumber = sNumber;
_valueInDollars = value; // 设置 _dateCreated 的值为系统当前时间
// 因为我们没有为该实例变量设置 set 方法来从外部获取 (只是一个只读属性)
_dateCreated = [NSDate date];
}
// 返回初始化后的对象的新地址
return self; }
- (void)setItemName:(NSString *)str {
_itemName = str;
}
- (NSString *)itemName {
return _itemName;
} - (void)setSerialNumber:(NSString *)str {
_serialNumber = str;
}
- (NSString *)serialNumber {
return _serialNumber;
} - (void)setValueInDollars:(int)v {
_valueInDollars = v;
}
- (int)valueInDollars {
return _valueInDollars;
} - (NSDate *)dateCreated {
return _dateCreated;
} - (NSString *)description {
NSString * descriptionString = [[NSString alloc] initWithFormat:@"%@ (%@): Worth $%d,recorded on %@",self.itemName,self.serialNumber,self.valueInDollars,self.dateCreated];
return descriptionString;
}
@end
初始化方法中的实例变量
在自定义的初始化方法中我们可以看到有在初始化实例变量。但是在OC中有个雷区就是千万不要直接访问实例变量,最好直接通过存取方法来访问。但是这个雷区在初始化方法总相反,我们要直接访问实例变量
其他初始化方法与初始化方法链
接下来我们来实现第二个初始化方法。实现 initWithItemName:(NSString *)name 方法时,我们不需要再将其他初始化方法搬过来重新写一遍。这里我们只需要调用一下其他指定初始化方法,将我们获取到的实参作为 _itemName 传入,其他的实参则使用某个默认值传入。
JXItem 还有一个默认的初始化方法 init 。如果我们直接向对象发送这个消息,那么程序就不会调用我们自定义的初始化方法,辛苦白费了。当然了,我们是不会让这种情况发生的。
#import "JXItem.h" @implementation JXItem
- (instancetype)initWithItemName:(NSString *)name
valueInDollars:(int)value
serialNumber:(NSString *)sNumber {
// 调用父类的初始化方法
self = [super init]; // 判断父类的指定初始化方法是否是成功创建
if (self) {
// 为实例变量设置初始值
_itemName = name;
_serialNumber = sNumber;
_valueInDollars = value; // 设置 _dateCreated 的值为系统当前时间
// 因为我们没有为该实例变量设置 set 方法来从外部获取 (只是一个只读属性)
_dateCreated = [NSDate date];
}
// 返回初始化后的对象的新地址
return self; } - (instancetype)initWithItemName:(NSString *)name {
return [self initWithItemName:name
valueInDollars:
serialNumber:@""];
} // 默认的初始化方法,调用自定义的初始化方法,并将之出入一个默认值
- (instancetype)init {
return [self initWithItemName:@"Item"];
}
- (void)setItemName:(NSString *)str {
_itemName = str;
}
- (NSString *)itemName {
return _itemName;
} - (void)setSerialNumber:(NSString *)str {
_serialNumber = str;
}
- (NSString *)serialNumber {
return _serialNumber;
} - (void)setValueInDollars:(int)v {
_valueInDollars = v;
}
- (int)valueInDollars {
return _valueInDollars;
} - (NSDate *)dateCreated {
return _dateCreated;
} - (NSString *)description {
NSString * descriptionString = [[NSString alloc] initWithFormat:@"%@ (%@): Worth $%d,recorded on %@",self.itemName,self.serialNumber,self.valueInDollars,self.dateCreated];
return descriptionString;
}
@end
下面我们来观察一下初始化之间的关系
串联使用初始化方法的机制可以减少错误,也可以更加容易的维护代码。在创建类时,需要先确定指定初始,然后只在指定的初始化方法中编写核心代码,其他初始化方法只需要调用指定初始化方法(直接或间接)并传入默认值即可。
下面为初始化方法总结一些简单规则:
1. 类会集成父类所有的方法,包括初始化方法,也可以为类加入任意数量的初始化方法
2. 每个类都要选定一个初始化方法
3. 在执行其他初始化工作之前,必须先用指定初始化方法调用父类的指定初始化方法(一般为直接调用 [super init] )
4. 如果某个类所声明的指定初始化方法与其父类的不同,就必须覆盖父类的指定初始化方法,并调用新的指定的初始化方法
使用初始化方法
#import <Foundation/Foundation.h>
#import "JXItem.h" int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
// 创建一个NSMutableArray对象,并用items变量保存该对象的地址
NSMutableArray * items = [[NSMutableArray alloc] init]; // 向items 所指向的NSMutableArray对象发送addObject:消息
// 每次传入一个字符串
[items addObject:@"One"];
[items addObject:@"Two"];
[items addObject:@"Three"]; // 继续向同一个对象发送消息,这次是insertObject:atIndex:
[items insertObject:@"Zero" atIndex:]; // 使用快速枚举法来遍历
for (NSString * item in items) {
NSLog(@"%@",item);
} JXItem * item = [[JXItem alloc] initWithItemName:@"Ferrari" valueInDollars: serialNumber:@"PC23138"];
NSLog(@"%@",item);
// 释放items 所指向的 NSMutableArray 对象
items = nil;
}
return ;
}
运行结果:
-- ::33.600 RandomItems[:] Zero
-- ::33.600 RandomItems[:] One
-- ::33.600 RandomItems[:] Two
-- ::33.601 RandomItems[:] Three
-- ::33.608 RandomItems[:] Ferrari (PC23138): Worth $,recorded on -- :: +
Program ended with exit code:
- 异常与未知选择器
在运行的时候,当某个对象收到消息后,会根据创建该对象的类,执行和相应的消息匹配的方法。这种特性和多数编译语言不同,在这些编译语言中,需要执行的方法在编译时就决定了。
在OC 中,所有对象都有一个名为 isa 的实例变量。对象可以通过 isa 知道自身的类型。类在创建了一个对象后,就会为新创建的对象的 isa 实例变量进行赋值,将其指向自己,即创建该对象的类,虽然在开发中很少用,但是 OC 的很多特性都源自于 isa 实例变量。
对象只能响应(respond)类(isa指向的类)中具有响应实现方法的消息。而对象的类型又只能在运行时才能确定,因此xcode没办法在编译时判断某个对象是否能响应特定的消息。如果xcode判断应用汇先给某个对象发送其无法响应的消息,只能显示警告,但是不会报错。
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