iOS完全自学手册——［三］Objective－C语言速成，利用Objective－C创建自己的对象

1.前言

上一篇已经介绍了App Delegate、View Controller的基本概念，除此之外，分别利用storyboard和纯代码创建了第一个Xcode的工程，并对不同方式搭建项目进行了比较。这一篇文章，我准备为大家介绍一下奇葩的Objective－C语言的语法和使用。这篇文章主要讲Objective－C的理论概念。

2.学习目标

2.1 Objective－C语言面向对象的特性

与C++类比学习，声明定义一个MyObject类，并创建这个类的实例。

2.2 Objective－C语言常见语法概念概览

介绍类，方法，分类，扩展，协议，消息机制，动态特性selector，block，ARC等概念

本文关于Objective－C整理总结的内容比较多，不需要完全掌握，混个眼熟就成。 

3.奇葩的Objective－C语言

1）对于已经有开发经验的开发者而言，初次接触Objective－C的时候觉得根本不能接受，甚至有种畏惧，oc奇葩的语法简直颠覆了自己的世界观，因为出现了莫名其妙的符号，如， ＋ － ［ ］。但是，不要怕，我们慢慢来了解这到底是毛线。从名字即可看出，Objective－C是一个面向对象的编程语言，也就是它具有继承、封装、多态的语言特性。

2）那对于没有任何编程语言的童鞋，如何理解面向对象的编程呢？

对于没有任何编程经验的童鞋，我想这样解释，要弄清楚两个问题：i）编程到底在做什么？ii）什么是面向对象的编程？

i）通俗的语言讲，编程就是在和计算机说话，用计算机明白的语言跟他交流，让他帮你做事。（就好像你跟外国人交流一样，你想跟人家交朋友，总得用人家懂得语言吧～）

ii）“面向对象编程”，首先只是一个名词，实质是一种抽象的概念，主要是将一类待处理的数据及数据对应的操作集合化，写（封装）在一起。比如，一个人的属性有，身高、体重、年龄、性别，人可以做的事情有吃饭、睡觉、打豆豆～所有具有这些特征的都可以称之为人这一类。这便是面向对象的编程。（如果看到这里还不明白，那还是要多写程序，慢慢接受了新的概念有了固化的思维模式，就能理解并应用了）

学习的时候可以多种语言比较学习。我选择用C++和Objective－C进行类比，来声明定义一个MyObject类，比较异同点，了解各自面向对象编程的方法。（为何选择C++？因为，1.C++有指针的概念；2.C++是面向对象的语言。另，指针就是内存的地址。）

3.1 先看一下C++中声明定义类是如何编写的

3.1.1 C++程序源码

#include <iostream>
using namespace std;
class MyObject {
public:
    MyObject();
    ~MyObject();
    void display();
    void setValue(int x);
    int getIndex();
    int getKey();
    static void classMethod();
private:
    int index;
    int key;
};

MyObject::MyObject() {
    cout<<"construct"<<endl;
}

MyObject::~MyObject() {
    cout<<"destruct"<<endl;
}

void MyObject::setValue(int x) {
    this->index = x;
    this->key = <<(x+);
}

void MyObject::display() {
    cout<<"index == "<<this->index<<endl;
    cout<<"key == "<<this->key<<endl;
}

int MyObject::getKey() {
    return this->key;
}

int MyObject::getIndex() {
    return this->index;
}

void MyObject::classMethod() {
    cout<<"this is static (or class) method"<<endl;
}

int main(int argc, const char * argv[]) {
    // insert code here...
    std::cout << "Hello, World!\n";

    MyObject *object = new MyObject();
    MyObject::classMethod();
    object->setValue();
    object->display();
    int c = object->getIndex() + object->getKey();
    object->MyObject::~MyObject();
    printf("c = %d\n", c);

    MyObject object2;
    object2.setValue();
    object2.display();

    return ;
}

3.1.2 控制台打印信息

Hello, World!

construct

this is static (or class) method

index == 3

key == 32

destruct

c = 35

construct

index == 2

key == 16

destruct

Program ended with exit code: 0

3.1.3 代码解释：

以上代码利用C++声明定义了MyObject类

1）定义了公有方法方法：

• 构造函数MyObject()
• 析构函数~MyObject()
• 打印index和key的方法display()
• 设置私有变量方法setValue(int x)
• 获得index值方法getIndex()
• 获得key方法getKey()
• 类方法classMethod()

2）定义了私有成员变量：

• index和key

3.1.4 特别注意

• 构造函数是创建实例时调用的，在这个方法中可以为实例进行初始化操作；
• 析构函数是销毁实例对象是被系统调用的，这里可以将对象中的指针对象都delete掉；
• 不管是否使用new关键字创建对象，系统都会自动调用构造函数和析构函数，构造函数实质是为对象在内存分配一个空间，存储这个对象的数据，而析构函数则是将这个对象占用的内存释放掉。
• 使用new关键字创建类的实例时，系统在堆内存为该实例动态分配了一块内存区域（实际上等同于调用的C语言的malloc方法为变量动态分配内存），调用对象的方法（或成员变量）使用“->”符号；
• 不使用new关键字创建类的实例时，系统在栈内存为该实例分配一块内存区域，调用对象的方法和变量须使用“.”符号。
• 类方法是静态方法，是在类装载的时候装载的。（但是要特别注意，类的静态变量是该类的对象所共有的，即是所有对象共享变量。所以建议尽量少用静态变量。尽量在静态方法中使用内部变量。）

3.2 再看一下Objective－C是如何定义一个MyObject类的

3.2.1 创建新项目

选择OS X中的Command Line Tool，创建好工程后，按住command＋N键创建Cocoa Touch Class，创建一个名为MyObject的NSObject的子类。

这样就创建了OS X的命令行程序，以用于简单演示如何声明定义Objective－C的类

3.2.2 程序源码

1）main.m文件：

#import <Foundation/Foundation.h>

#import "MyObject.h"

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        // insert code here...
        NSLog(@"Hello, World!");
        MyObject *object = [[MyObject alloc] initWithIndex:];
        [object display];
//        object = nil;
    }
    return ;
}

2) MyObject.h

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface MyObject : NSObject
- (instancetype)initWithIndex:(NSInteger)index;
- (void)display;
+ (void)classMethod;
@end

3) .m文件

#import "MyObject.h"

@interface MyObject()
@property (assign, nonatomic) NSInteger index;
@property (assign, nonatomic) NSInteger key;

@end

@implementation MyObject
@synthesize index = _index;
@synthesize key = _key;

- (instancetype)initWithIndex:(NSInteger)index {
    self = [super init];
    if (self) {
        NSLog(@"init");
        self.index = index;
    }
    return self;
}

- (void)setIndex:(NSInteger)index {
    _index = index;
    self.key = <<(index+);
}

- (NSInteger)index {
    return _index;
}

- (NSInteger)key {
    return _key;
}

- (void)display {
    NSLog(@"index == %ld \n key == %ld", (long)_index, (long)_key);
}

+ (void)classMethod {
    NSLog(@"this is static (or class) method");
}

- (void)dealloc {
    NSLog(@"dealloc");
}
@end

3.2.3 控制台打印结果

2016-01-10 17:55:50.401 CompileOC[20792:1052939] Hello, World!

2016-01-10 17:55:50.402 CompileOC[20792:1052939] init

2016-01-10 17:55:50.402 CompileOC[20792:1052939] index == 3 

 key == 32

2016-01-10 17:55:50.402 CompileOC[20792:1052939] dealloc

Program ended with exit code: 0

3.2.4 代码解释

1） 在main.m文件中创建了MyObject的实例并调用display方法。

2）在头文件中声明了三个公有方法，

- (instancetype)initWithIndex:(NSInteger)index;

- (void)display;

+ (void)classMethod;

3）.m文件中

• 创建了一个MyObject类的扩展，在扩展中声明了两个NSInteger的属性，属性的特性为assign和nonatomic
• 重写了父类中的实例（减号）init方法，并为index属性赋值
• 实现了index属性的setter方法
• 实现了index和key属性的getter方法
• 创建了打印index和key的方法

  - (void)display

• 创建了类方法

  + (void)classMethod;

• 重写了父类的dealloc方法

4）与C++代码做对比

• 在C++中可以创建没有父类的类，但是在Objective－C中创建的类都继承自NSObject或其子类。不选择父类的话是不能创建Objective－C的类的。
• 在C++中调用方法或变量用“->”或“.”符号，而在Objective－C中调用方法是[]，而且顺序不是从左至右，而是从内到外。
• 在C++中只有当new来创建对象时，才会动态分配内存；
• 而在Objective－C中创建的所有类的实例对象都是动态分配的，从创建Objective－C实例的方式
  类名 *实例名 = [[类名 alloc] init]; 
  也可以看出，Objective－C创建实例都是动态分配内存，实际上也是等同于调用的C语言的malloc方法为变量动态分配内存。
• 即在Objective－C中所有的对象都是指针。
• 在C++中声明公有方法用public关键字表明， 私有方法用private表明。而在Objective－C中声明公有方法只要在头文件的

  @interface

  @end
  之间就可以了,而私有方法不需要在头文件中声明。

• 补充，在Objective－C中可以使用@private @public @protected @package 编译器指令来设置实例变量的访问限制。
  实例变量的声明方式为，

  @implementation {
          @private
                int index;
                int key;
  }
  @end
  　　

• 注意实例变量和类的属性并不是一回事，属性和实例变量的本质区别是，属性无法直接访问对象的内部状态，但是可以利用setter和getter方法进行访问，而在setter和getter方法中还可以包含其他逻辑，比如，本文章中

  - (void)setIndex:(NSInteger)index
  方法，不单为实例变量_index赋值，还用setter的简洁方式

  self.key = 1<<(index+2);
  为实例变量_key赋值。

• 那_index和_key实例变量是谁声明的呢？这是Xcode编译器自己生成的：

  @synthesize index = _index;

  @synthesize key = _key;
  上面的代码使用了 @synthesize 编译指令，让编译器分别为属性index和key自动创建实例变量_index和_key。即，自动为属性创建对应实例变量的方法是 
  @synthesize 属性名 = 实例变量名;
  事实上，当没有实现setter方法时，@synthesize指令不写，编译器也可以为属性自动创建实例变量，编译器自动为属性创建的变量名默认为_属性名，在调试的时候可以设置变量观察。

• 注意本程序是在Xcode7中创建运行的，Xcode5之后创建工程时就默认ARC模式了，现在基本项目都是自动引用计数的模式编写的。老项目中的使用手动管理的需要做如下的设置：
  在Targets的Build Phases选项下Compile Sources下选择要不使用ARC编译的文件，双击它，输入-fno-objc-arc即可
• 在项目开发中，我认为属性远比实例变量好用，大可以只声明属性，而不声明实例变量。

4.Objective－C语言常见语法概念

4.1 基本语法概念

4.1.1类元素

1）实例变量

声明方法：

@implementation {
       //声明实例变量
}
@end

实例变量是是类封装的数据

2）属性

@property (特性) 类型 属性名;

属性是Objective－C提供的访问对象共享状态的机制，编译器可以自动生成访问实例变量的方法。Xcode自动创建的实例变量默认变量名为“_属性名”

3）类的声明（接口）

@interface MyObject : NSObject

@end

通用的如下：

@interface 类名 : 父类名

@end

说明：

• @interface 和 @end 指令之间的区域只能声明属性或方法，不能有具体的实现过程。
• 如果在头文件中的接口声明的属性或方法，其实就是公有的属性和方法，可以直接访问。

4）类的实现

@implementation {

//实例变量的声明

}

//属性和方法的定义

@end

说明：

• 方法的实现过程必须写在 @implementation 和 @end 之间

5）类的方法：分为类方法和实例方法

• 声明：

  [+或－](返回类型)方法名:(参数类型)参数1 参数名:(参数类型)参数2 ... 参数名:(参数类型)参数n;

• 实现：

  [+或－](返回类型)方法名:(参数类型)参数1 参数名2:(参数类型)参数2 ... 参数名n:(参数类型)参数n {

//code here

return 返回值;

}

• 调用：
  [消息接收者（即类的实例对象） 方法名:1  参数名2:2 ...  参数名n:n];

说明：

• 方法的声明其实就是方法部分实现除了{}以外的代码Objective－C的方法定义方式很奇葩，刚开始不好接受，这其实是Objective－C消息机制一种体现。

• 在其他语言中，方法的书写方式是函数式的，类似于数学中的函数f(x,y,z)。
• 在Objective－C中调用方法时向消息的接收者（类的实例对象）发送一条消息，书写形式为[消息接收者 消息方法名:参数1 参数名2:参数2]，所有调用方法都是动态的，根据发出消息的方法名来动态查找对应的指针。感兴趣的话可以参考罗朝辉大神的博客 http://blog.csdn.net/kesalin/article/details/6689226

  “不同的类可以拥有相同的 selector，这个没有问题，因为不同类的实例对象performSelector相同的 selector 时，会在各自的消息选标(selector)/实现地址(address) 方法链表中根据 selector 去查找具体的方法实现IMP, 然后用这个方法实现去执行具体的实现代码。这是一个动态绑定的过程，在编译的时候，我们不知道最终会执行哪一些代码，只有在执行的时候，通过selector去查询，我们才能确定具体的执行代码。”

• 多参数的声明、实现和调用。例如，我在MyObject中定义一个多参数的请求方法：

  - (void)requestDataWithIndex:(NSInteger)index forKey:(NSInteger)key completion:(void(^)(NSError *error, id response))completion {    //code here
      NSError *responseError = nil;//assume it is responsed from server
  
      NSDictionary *responseData = @{@"message": @"OK"};
  
      if (completion != nil) {
  
          if (responseError != nil) {
  
              completion(responseError, nil);
  
          } else {
  
              completion(nil, responseData);
  
          }
  
      }
  
  }

说明：

• - (void)requestDataWithIndex:(NSInteger)index forKey:(NSInteger)key completion:(void(^)(NSError *error, id response))completion直接可以复制到@interface 和 @end 之间作为方法的声明
• 注意方法中第三个参数是block变量，这个后面会稍作介绍，先了解概念混个眼熟，以后慢慢细琢磨。
• block是一块代码块，实质是闭包，程序运行时，block{}内的不会立即执行，即非顺序执行的，是异步执行的，所以最适合选为做网络异步请求的回调函数，功能类似于ajax。

6）类的扩展

其实就是写在类.m文件中的接口，只不过与类.h中接口相比，在.m文件中声明的实例变量、属性、方法外部不能访问，即实现了方法、属性的私有化。例如MyObject.m文件中

@interface MyObject()

@property (assign, nonatomic) NSInteger index;

@property (assign, nonatomic) NSInteger key;

@end

这段代码就是扩展，并且声明的index和key属性外部不能访问，只能在类的内部访问。

7）分类

分类的目的主要是为了扩展类的方法，比如MyObject类我添加一个NY的分类，创建方法如下：

• command＋N 选择iOS Source中的Objective－C File，Next
• 填写File（分类名），选择category，class 填写MyObject，然后点Next，再点Create创建
• 头文件：

#import "MyObject.h"

@interface MyObject (NY)

@end

• 实现文件

#import "MyObject+NY.h"

@implementation MyObject (NY)

@end

说明：

• 分类中只可以声明和定义方法，不可以声明类接口属性或实例变量。因为已经引用了原来类的头文件会报重复声明类的语法错误。

/Users/.../CompileOC/CompileOC/MyObject+NY.m:10:1: Duplicate interface definition for class 'MyObject'

8）协议

• 协议的声明定义

@protocol NYProtocol <NSObject>

@optional

- (void)nyOptionalProtocalMethod;

@required

- (void)nyRequiredProtocalMethod;

@end

通用：

@protocol 协议名 <NSObject>

@optional

//可选择实现的方法

@required

//必须实现的方法

@end

• 类遵从协议的方法

@interface MyObject() <NYProtocol>

@property (assign, nonatomic) NSInteger index;

@property (assign, nonatomic) NSInteger key;

@end

说明：

• 协议的定义可以写写在类的头文件中也可以写在类的实现文件中，或者也可以创建一个单独的协议头文件，但是必须要写在遵从该协议的类接口之前，否则会报语法错误
• @optional指令标明的方法，遵从该协议的类不须要实现，但@required指令标明的必须实现
• 只有类的接口后面可以跟<协议> @interface MyObject() <NYProtocol>
• 协议方法类似于C++中的虚函数，不需要具体实现，只需声明方法名，在子类中实现具体方法。协议方法实际是为了实现C++多继承的目的，子类可以根据需要实现方法，比如，tableview的delegate协议和datasource协议，根据具体的UI需要来实现对应的协议方法。

4.2 ARC（Automatic Reference Counting）自动引用计数

ARC是Objective－C提供的内存管理方式，系统根据对象被引用的次数计次，当引用计数为零时，自动释放该对象所占有的内存。而非系统自动管理内存的方式，称为MRR（Manual Retain Release），老的项目代码中仍会有手动管理内存的代码。你会看到 retain 、 release、 autorelease 、dealloc这样的消息（方法）代码，以用来管理内存。但是在ARC模式下并不能手动编写这些代码，当引用一个对象时，即这个对象引用计数加一，当这个对象中某个指针，例如，本文中的 object = nil 时，引用计数减一，引用计数为零时，系统自动释放对象所占用的内存。

但在Xcode5之后，创建项目时无法限定非ARC模式，而且「基本现在开发的项目都使用ARC」，所以，对于初学者来说，手动内存管理就暂时不需要更深入的了解了。但如果，希望能实现ARC与MRR的混编译，那么就需要在Targets的Build Phases选项下Compile Sources下选择要不使用ARC编译的文件，双击它，输入-fno-objc-arc即可实现ARC和MRR混编。

5.小结

本篇文章主要介绍了 Objective-C 的基本语法，希望初学者读完之后能对 Objective-C 编程语言有一点基本的了解，打消一部分 Objective-C 这种陌生的编程语言的畏惧感，从而能继续往下学。

关于学习的方法，我还想说几句。我认为，人接触新鲜事物总会有种恐惧感，适当的恐惧感反而会更有意思，恐惧感太强烈会阻碍接受新的概念。接受新观念肯定是需要一定时间，因为原有的观念已经给思维产生一个定式，新观念可能和旧观念有冲突的地方，但肯定两者之间也存在一定联系。找出两者的共同点，能快速理解新概念。所以，我觉得学习一种新事物，首先要接受，慢慢的就适应了，不急～咱还年轻～

6.博文推荐

http://blog.csdn.net/kesalin/article/details/8155245

7.结语

十分感谢萌萌哒乐乐（https://medium.com/@HiSuneBear）给我提的排版建议及文章评价，让我有更强烈的动力把文章写好（这篇文章写的太长，截至2016-01-11 17:41:55 我写了快三天。所以，最后有点累，不想写了，但是乐乐童鞋让我的小宇宙又重新燃了