【疯狂造轮子-iOS】JSON转Model系列之一

1. 前言

之前一直看别人的源码，虽然对自己提升比较大，但毕竟不是自己写的，很容易遗忘。这段时间准备自己造一些轮子，主要目的还是为了提升自身实力，总不能一遇到问题就Google。

之前写i博客园客户端的时候，经常会遇到JSON数据转Model的功能。一般遇到这种问题我都是自己在对应Model类中定义一个+ (instance)initWithAttributes:(NSDictionary *)attributes函数来将NSDictionary*数据转化为对应Model。

下面是i博客园中ICUser的部分代码，其中就使用了initWithAttributes。

// ICUser.h

#import <Foundation/Foundation.h>

extern NSString *const kUserId;

extern NSString *const kUserBlogId;

extern NSString *const kUserDisplayName;

extern NSString *const kUserAvatarURL;

@interface ICUser : NSObject

@property (nonatomic, copy)     NSString    *userId;

@property (nonatomic, assign)   NSInteger   blogId;

@property (nonatomic, copy)     NSString    *displayName;

@property (nonatomic, strong)   NSURL       *avatarURL;

+ (instancetype)initWithAttributes:(NSDictionary *

)attributes;

@end

// ICUser.m

#import "ICUser.h"

NSString *const kUserId                 = @"UserId";

NSString *const kUserBlogId             = @"BlogId";

NSString *const kUserDisplayName        = @"DisplayName";

NSString *const kUserAvatarURL          = @"Avatar";

@implementation ICUser

+ (instancetype)initWithAttributes:(NSDictionary *

)attributes

{

    ICUser *user = [[ICUser alloc] init];

    user.userId             = attributes[kUserId];

    user.blogId             = [attributes[kUserBlogId] integerValue];

    user.displayName        = attributes[kUserDisplayName];

    user.avatarURL          = [NSURL URLWithString:attributes[kUserAvatarURL]];

return user;

}

@end

如果我们需要处理的情况符合下面两个要求：

Model类的个数比较少
每个Model的成员不是很复杂

这种情况下使用上述方法还可以接受。但是一旦Model这一层急剧膨胀，这时候就会让人苦不堪言：

initWithAttributes函数容易写错，而且出错后不方便排查。
机械性的代码会比较多，不利于提高效率。

考虑到手动转JSON为Model的种种不便，我决定自己写一个JSON转Model的库。虽然网上已经有很多这方面的第三方库，但是我还是想自己造轮子，目的是为了更深入地学习iOS。

2. 设计思路

1.首先要考虑到输入输出是什么？

输入：NSDictionary类型的数据

这里我们先从简，一般我们使用到解析JSON的场合是在网络请求。服务器端返回JSON格式的数据，我们需要转化成本地的Model（此处不讨论直接使用NSDictionary好还是转化为Model好）。并且本篇文章只假设我们网络请求获取到的JSON数据已经在客户端处理成了NSDictionary类型的数据（比较常见）。

输出：Model类型的数据

Model类型的数据。

举例：

目前我实现的一个简单的例子：

#pragma mark - PJXUser

@interface PJXUser : NSObject

@property (nonatomic, copy) NSString* username; // 用户名

@property (nonatomic, copy) NSString* password; // 密码

@property (nonatomic, copy) NSString* avatarImageURL; // 头像的URL地址

@end

- (void)runSimpleSample

{

    NSDictionary *userDict = @{@"username"      :@"shuaige",

                               @"password"      :@"",

                               @"avatarImageURL":@"http://www.example.com/shuaige.png"};

    PJXUser *user = [[PJXUser alloc] initWithAttributes:userDict];;

    NSLog(@"username:%@\n",user.username);

    NSLog(@"password:%@\n",user.password);

    NSLog(@"avatarImageURL:%@\n",user.avatarImageURL);

}

这个例子的输入就是userDict这个NSDictionary数据，输出则是一个PJXUser类的对象user。不知道大家有没有注意到，attributes中的key必须和Model中的property的名称一致，比如上例中PJXUser的username、password等属性（当然，你可以使用一个映射表解决这个问题，不过我们先暂时不想那么多）。

2. 核心算法怎么做（输入转输出）？

核心算法部分其实就是调用initWithAttributes:这个函数。那这个函数该如何设计呢？

既然我们需要所有的Model类都可以调用这个initWithAttributes:来完成JSON转Model的工作。那么我们首先想到的就是将这个函数添加到NSObject的category中，并要求所有Model类都继承自NSObject。

所以我首先新建了一个NSObject+Extension的category。并在其中添加了- (instancetype)initWithAttributes:(NSDictionary *)attributes方法。下面我简单阐述下该函数的实现。

其实我的实现思路基本参照的YYKit（传送门）中的YYModel（传送门）部分。其最核心的部分就是调用Model中每个属性的setter方法，并且将传入的attributes中每个元素的value作为setter的参数。

好的，到此为止最核心的部分已经讲完了。可能大家会有很多疑问，比如说如何获取到属性的setter方法，获取后又如何调用setter方法，毕竟此时的操作是在NSObject这个父类中进行的，并没有具体子类的信息。这里我简单提一下，既然编译期我们无法解决上述问题，那么我们就需要借助于OC的runtime机制了。当然，下面会具体讲解如何实现。

3. 具体实现

根据上面的核心思路，我觉得实现起来还存在一些问题：

如何获取每个属性的setter方法？如果现在获取到了每个属性的setter方法（注意是SEL类型），怎么给每个属性调用此方法？

现在是在NSObject中操作，所以不指望使用obj.username = attributes[@"username"]。所以需要使用runtime中的objc_msgSend，使用方法举例如下：

((void (*)(id, SEL, id))(void *) objc_msgSend)((id)self, NSSelectorFromString(@"setUsername:"), @"shuaige");

可以看到我们只需要把其中的@"setUsername"和@"shuaige"替换成我们自己的变量就行。具体怎么替换呢？这时候我们就需要创建一些数据结构来处理和保存相关的属性信息。当然，这些数据结构也是我在实现过程中不断修正的结果。至于中间如何修正，就不细说了，直接上结果。

数据结构的构建其实也很符合我们的思考习惯。既然我们需要对某个类进行处理，不可避免的，我们需要新建一个类来存储Class信息(PJXClassInfo)，而每个Class是由property、ivar和method组成的，所以针对不同组成，我们需要定义三个类来存储property、ivar、method。但是此处我们只需要property信息，所以只建立了property相关的类(PJXPropertyInfo)。

我首先创建了一个PJXClassInfo的类。这个类目前只存放了一个NSMutableDictionary类型的propertyInfos属性，该属性是用来存储这个Class的property信息。而propertyInfos中每个元素其实就是一个个PJXPropertyInfo对象。而每个PJXPropertyInfo保存的就是property的name，setter方法等等，当然，后期会根据需求为PJXPropertyInfo添加新的属性。

这两个类的关系如下：

下面我们看看具体代码如何实现，如下：

PJXPropertyInfo代码

/**

 * @brief 存储Model中每个property的信息

 * @param property 是一个objc_property_t类型变量

 * @param name 表示该property的名称

 * @param setter 是一个SEL类型变量，表示该property的setter方法

 */

@interface PJXPropertyInfo : NSObject

@property (nonatomic, assign) objc_property_t property;

@property (nonatomic, strong) NSString *name;

@property (nonatomic, assign) SEL setter;

@end

@implementation PJXPropertyInfo

- (instancetype)initWithPropertyInfo:(objc_property_t)property

{

    self = [self init];

    if (self) {

        // 以备不时之需

        _property = property;

        // 使用property_getName获取到该property的名称

        const char *name = property_getName(property);

        if (name) {

            _name = [NSString stringWithUTF8String:name];

        }

        // 目前不考虑自定义setter方法，只考虑系统默认生成setter方法

         // 也就是说属性username的setter方法为setUsername:

        NSString *setter = [NSString stringWithFormat:@"%@%@", [_name substringToIndex:].uppercaseString, [_name substringFromIndex:]];

        _setter = NSSelectorFromString([NSString stringWithFormat:@"set%@:", setter]);

    }

    return self;

}

@end

PJXClassInfo代码

/**

 * @brief 存储Model的Class信息，不过目前只存储Class的property信息

 * @param propertyInfos 是一个NSMutableDictionary类型的变量，key存储property的名称，value存储对应的PJXPropertyInfo对象

 */

@interface PJXClassInfo : NSObject

@property (nonatomic, strong) NSMutableDictionary *propertyInfos;

@end

@implementation PJXClassInfo

- (instancetype)initWithClassInfo:(Class)cls

{

    self = [self init];

    // 使用class_copyPropertyList获取到Class的所有property（objc_property_t类型）

     unsigned int propertyCount = ;

    objc_property_t *properties = class_copyPropertyList(cls, &propertyCount);

    _propertyInfos = [NSMutableDictionary dictionary];

    // 遍历properties数组

     // 根据对应的objc_property_t信息构建出PJXPropertyInfo对象，并给propertyInfos赋值

    if (properties) {

        for (unsigned int i = ; i < propertyCount; i++) {

            PJXPropertyInfo *propertyInfo = [[PJXPropertyInfo alloc] initWithPropertyInfo:properties[i]];

            _propertyInfos[propertyInfo.name] = propertyInfo;

        }

        // 注意释放空间

        free(properties);

    }

    return self;

}

@end

现在我们回到之前的问题，即如何获取setter并应用？可以看到有了这两个数据结构，我们就已经解决了如何获取到每个property的setter的问题（使用PJXClassInfo的propertyInfos的属性）。剩下的事情就简单了，调用setter方法进行赋值。这里参考YYModel中的方式，使用了一个Core Foundation函数CFDictionaryApplyFunction。

void CFDictionaryApplyFunction(CFDictionaryRef theDict, CFDictionaryApplierFunction applier, void *context);

该函数的作用是对于theDict每个key-value元素都应用applier函数。

所以我们来看看这个applier函数应该怎么设计。

注意这种C语言的applier回调函数不能设计为成员函数，因为成员函数隐藏了一个self参数。此处我们将该回调函数设计成static，并且命名为PropertyWithDictionaryFunction。

// 注意我传入的dictionary就是用户提供的JSON数据

// 比如此处传入的key==@"username",value==@"shuaige"

static void PropertyWithDictionaryFunction(const void *key, const void *value, void *context)

{

    // 先将key和value转化到Cocoa框架下

    NSString *keyStr    = (__bridge NSString *)(key);

    id setValue         = (__bridge id)(value);

    // modelSelf其实就是self，不过我这里用的是static函数，所以没有默认参数self

    // 此时我们需要借助context参数来获取到这个self

    // 所以我设计了一个PJXModelContext，用来存储self信息

    // 另外，此函数的参数中也没有保存每个property信息，也得靠context这个参数来传递

    // 所以PJXModelContext还需要存储PJXClassInfo对象信息

    PJXModelContext *modelContext = context;

    id modelSelf = (__bridge id)(modelContext->modelSelf);

    PJXClassInfo *classInfo = (__bridge PJXClassInfo *)(modelContext->modelClassInfo);

    PJXPropertyInfo *info = classInfo.propertyInfos[keyStr];

    ((void (*)(id, SEL, id))(void *) objc_msgSend)(modelSelf, info.setter, setValue);

}

最后一步就是在我们的initWithAttributes:函数中构建PJXModelContext并应用到上述函数。

typedef struct {

    void *modelSelf;

    void *modelClassInfo;

}PJXModelContext;

- (instancetype)initWithAttributes:(NSDictionary *)attributes

{

    self = [self init];

    if (self) {

        // 初始化PJXClassInfo对象，并给modelContext赋值

        PJXModelContext modelContext = {};

        modelContext.modelSelf = (__bridge void *)(self);

        PJXClassInfo *classInfo = [[PJXClassInfo alloc] initWithClassInfo:[self class]];

        modelContext.modelClassInfo = (__bridge void *)classInfo;

        // 应用该函数，将得到JSON->Model后的Model数据

        CFDictionaryApplyFunction((CFDictionaryRef)attributes, PropertyWithDictionaryFunction, &modelContext);

    }

    return self;

}

4. 测试结果

在2.设计思路这一部分，我们举了一个案例。现在我们运行下，看看NSLog的结果：

成功了！

5. 存在问题

目前的函数整体才100来行，还是存在很多问题没有考虑到。

比如:

没有考虑用户传入的JSON数据的key值和property的名称不一致
没有考虑用户传入的JSON数据有嵌套
没有考虑JSON数据的value值不一定是NSString类型
没有考虑JSON数据并不一定是NSDictionary类型
没有考虑用户自定义了Model属性的setter方法
……

不过一口吃不了一个胖子，在后面我会一一修复这些Bug，敬请期待。附上该代码的GitHub地址。