面向對象

我們平時編寫的Objective-C代碼，底層實現其實都是C\C++代碼
所以Objective-C的面向對象都是基于C\C++的數據結構實現的

Objective-C的對象、類主要是基于C\C++的什么數據結構實現的？
結構體

將Objective-C代碼轉換為C\C++代碼

xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc OC源文件 -o 輸出的CPP文件 如果需要鏈接其他框架，使用-framework參數。比如-framework UIKit

一個OC對象在內存中是如何布局的

// 指針 isa typedef struct objc_class *Class;// NSObject Implementation struct NSObject_IMPL {Class isa; // 8個字節 };

指針在64位系統中占8個字節、 32位系統中 占4個字節

OC對象的本質

下面類占幾個字節內存

@interface Student : NSObject {@publicint _no;int _age; } @end@implementation Student@endint main(int argc, const char * argv[]) {@autoreleasepool {Student *stu = [[Student alloc] init];stu->_no = 4;stu->_age = 5;NSLog(@"%zd", class_getInstanceSize([Student class]));NSLog(@"%zd", malloc_size((__bridge const void *)stu));struct Student_IMPL *stuImpl = (__bridge struct Student_IMPL *)stu;NSLog(@"no is %d, age is %d", stuImpl->_no, stuImpl->_age);}return 0; }

如果繼承的話： 子類的結構中會有一個父類的結構

父類 struct OC_IMPL {Class isa; }; 子類 struct OC_11_IMPL:OC_IMPL {OC_IMPL oc_impl;int _no;int _age; };

Tips：

內存對齊： 結構體的最終大小必須是最大成員大小的倍數

屬性和方法

屬性會自動生成對應的成員變量和set get 方法

方法是存儲在類對象中的（只有一分就夠了，不需要創建那么多），所以不會影響對象的內存占用

FACE

一個NSObject對象占用多少內存

• 系統分配了16個字節給NSObject對象（通過malloc_size函數獲得）（如果小于16則等于16）
• 但NSObject對象內部只使用了8個字節的空間（64bit環境下，可以通過class_getInstanceSize函數獲得）

NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];// 獲得NSObject實例對象的成員變量所占用的大小 >> 8 // #import <objc/runtime.h> NSLog(@"%zd", class_getInstanceSize([NSObject class]));// 獲得obj指針所指向內存的大小 >> 16 // #import <malloc/malloc.h> NSLog(@"%zd", malloc_size((__bridge const void *)obj));

結構體內存對齊；用來計算結構體的大小
操作系統在分配內存的時候也有一個分配對齊（最小分配大小: 有很多分好的塊 16 32 64等 都是16的倍數，靠近哪一個分給你哪一個）

三個獲取大小的方法

sizeof : 獲取這個類型的大小，他不是方法
class_getInstanceSize() 獲取類實際占用的空間大小
malloc_size() 獲取某個實例實際分配的內存大小

LLDB

打印對象或者值

print、p：打印

po：打印對象

讀取內存

memory read/數量格式字節數 內存地址
簡稱： x
x/數量格式字節數 內存地址

格式

x是16進制，f是浮點，d是10進制

字節大小

b：byte 1字節，h：half word 2字節
w：word 4字節，g：giant word 8字節

修改內存中的值

memory write 內存地址 數值

memory write 0x0000010 10

OC對象的分類

Objective-C中的對象，簡稱OC對象，主要可以分為3種

instance對象（實例對象）

instance對象就是通過類alloc出來的對象，每次調用alloc都會產生新的instance對象

instance對象在內存中存儲的信息包括

isa指針
其他成員變量

class對象（類對象）

每個類在內存中有且只有一個class對象
獲取類對象的三種方法

Class objectClass1 = [object1 class];#import <objc/runtime.h>Class objectClass3 = object_getClass(object1);Class objectClass5 = [NSObject class];

類對象在內存中存儲的信息包括

isa指針
superclass指針
類的屬性信息（@property）、類的對象方法信息（instance method）
類的協議信息（protocol）、類的成員變量信息（ivar）

meta-class對象（元類對象）

每個類在內存中有且只有一個meta-class對象
獲取

// 將類對象當做參數傳入，獲得元類對象#import <objc/runtime.h>Class objectMetaClass = object_getClass(objectClass5);

meta-class對象和class對象的內存結構是一樣的，但是用途不一樣，在內存中存儲的信息主要包括

三個函數

1.Class objc_getClass(const char *aClassName)1> 傳入字符串類名2> 返回對應的類對象2.Class object_getClass(id obj)1> 傳入的obj可能是instance對象、class對象、meta-class對象2> 返回值a) 如果是instance對象，返回class對象b) 如果是class對象，返回meta-class對象c) 如果是meta-class對象，返回NSObject（基類）的meta-class對象3.- (Class)class、+ (Class)class1> 返回的就是類對象- (Class) {return self->isa;}+ (Class) {return self;}

元類對象在內存中存儲的信息包括

isa指針
superclass指針
類方法

判斷對象是不是元類對象

class_isMetaClass(objectMetaClass)

isa

instance的isa指向class
當調用對象方法時，通過instance的isa找到class，最后找到對象方法的實現進行調用

class的isa指向meta-class
當調用類方法時，通過class的isa找到meta-class，最后找到類方法的實現進行調用

superclass

類對象的superclass

繼承中 調用父類的方法就需要先獲取到自己的類對象 然后在獲取到類對象的父對象 然后發消息
exp:
當Student的instance對象要調用Person的對象方法時，會先通過isa找到Student的class，然后通過superclass找到Person的class，最后找到對象方法的實現進行調用

元類對象的superclass

當Student的class要調用Person的類方法時，會先通過isa找到Student的meta-class，然后通過superclass找到Person的meta-class，最后找到類方法的實現進行調用

總結

instance的isa指向class

class的isa指向meta-class

meta-class的isa指向基類的meta-class

class的superclass指向父類的class
如果沒有父類，superclass指針為nil

meta-class的superclass指向父類的meta-class
基類的meta-class的superclass指向基類的class

instance調用對象方法的軌跡
isa找到class，方法不存在，就通過superclass找父類

class調用類方法的軌跡
isa找meta-class，方法不存在，就通過superclass找父類

face

對象的isa指針指向哪里?

instance對象的isa指向class對象
class對象的isa指向meta-class對象
meta-class對象的isa指向基類的meta-class對象

OC的類信息存放在哪里？

對象方法、屬性、成員變量、協議信息，存放在class對象中
類方法，存放在meta-class對象中
成員變量的具體值，存放在instance對象

class的結構

按理說 實例對象的isa 里存儲著 類對象的地址， 類對象的isa中存儲著元類對象的地址
實際情況是 ：
從64bit開始，isa需要進行一次位運算，才能計算出真實地址

https://opensource.apple.com/tarballs/objc4/

class、meta-class對象的本質結構都是struct objc_class

KVO

使用

KVO的全稱是Key-Value Observing，俗稱“鍵值監聽”，可以用于監聽某個對象屬性值的改變

// 給person1對象添加KVO監聽NSKeyValueObservingOptions options = NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld;[self.person addObserver:self forKeyPath:@"age" options:options context:@"123"];[self.person addObserver:self forKeyPath:@"height" options:options context:@"456"];// 當監聽對象的屬性值發生改變時，就會調用 - (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context {NSLog(@"監聽到%@的%@屬性值改變了 - %@ - %@", object, keyPath, change, context); } // 在控制器銷毀之前需要移除監聽 - (void)dealloc {[self.person removeObserver:self forKeyPath:@"age"];[self.person removeObserver:self forKeyPath:@"height"]; }

本質

如果你的實例對象添加KVO后， isa 指向的是另一個類對象（可以 po 打印 當前實例的isa）

NSKVONotifying_XXPerson是使用Runtime動態創建的一個類，是XXPerson的子類

在改變屬性值的時候會先找到NSKVONotifying_XXPerson的set方法；

偽代碼實現

@implementation NSKVONotifying_XXPerson- (void)setAge:(int)age {_NSSetIntValueAndNotify(); }// 偽代碼 void _NSSetIntValueAndNotify() {[self willChangeValueForKey:@"age"];// 調用了父類的set方法（原來XXPerson里面）[super setAge:age];[self didChangeValueForKey:@"age"]; }- (void)didChangeValueForKey:(NSString *)key {// 通知監聽器，某某屬性值發生了改變[oberser observeValueForKeyPath:key ofObject:self change:nil context:nil]; }@end

lldb 打印方法的實現

p (IMP)方法地址

face

iOS用什么方式實現對一個對象的KVO？(KVO的本質是什么？)

利用RuntimeAPI動態生成一個子類，并且讓instance對象的isa指向這個全新的子類
當修改instance對象的屬性時，會調用Foundation的_NSSetXXXValueAndNotify函數

過程

willChangeValueForKey:
父類原來的setter
didChangeValueForKey:
內部會觸發監聽器（Oberser）的監聽方法( observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:）

如何手動觸發KVO？

手動調用willChangeValueForKey:和didChangeValueForKey:

直接修改成員變量會觸發KVO么？

不會觸發KVO

KVC

KVC的全稱是Key-Value Coding，俗稱“鍵值編碼”，可以通過一個key來訪問某個屬性

常見的API有

- (void)setValue:(id)value forKeyPath:(NSString *)keyPath; - (void)setValue:(id)value forKey:(NSString *)key; - (id)valueForKeyPath:(NSString *)keyPath; - (id)valueForKey:(NSString *)key;

setValue:(id)value forKey

accessInstanceVariablesDirectly方法的默認返回值是YES

valueForKey:的原理

face

通過KVC修改屬性會觸發KVO么？

會觸發KVO

KVC的賦值和取值過程是怎樣的？原理是什么？

Category

Category的底層結構

定義在objc-runtime-new.h中

Category的加載處理過程

通過Runtime加載某個類的所有Category數據

把所有Category的方法、屬性、協議數據，合并到一個大數組中
后面參與編譯的Category數據，會在數組的前面

將合并后的分類數據（方法、屬性、協議），插入到類原來數據的前面

合并是在運行中而不是在編譯的時候；在編譯的時候會先將分類存儲在一個叫Category_t的結構體里面，每一個分類都對應一個結構體實例
在運行中用到的時候合并到所屬類的類對象和元類對象

+load方法

+load方法會在runtime加載類、分類時調用
每個類、分類的+load，在程序運行過程中只調用一次

調用順序

先調用類的+load
按照編譯先后順序調用（先編譯，先調用）
調用子類的+load之前會先調用父類的+load

再調用分類的+load
按照編譯先后順序調用（先編譯，先調用）

+load方法是根據方法地址直接調用，并不是經過objc_msgSend函數調用

+initialize方法

+initialize方法會在類第一次接收到消息時調用

調用順序

先調用父類的+initialize，再調用子類的+initialize
(先初始化父類，再初始化子類，每個類只會初始化1次)

+initialize和+load的很大區別是，+initialize是通過objc_msgSend進行調用的，所以有以下特點

如果子類沒有實現+initialize，會調用父類的+initialize（所以父類的+initialize可能會被調用 多次）
如果分類實現了+initialize，就覆蓋類本身的+initialize調用

Cateogry-memmove、memcpy區別

memmove : 內存移動 可以實現向前向后移動內存（會判斷）保證以前的數據完整的保存在新的位置上
memcpy : 內存拷貝 直接挪動 會直接覆蓋

face

Category的實現原理

Category編譯之后的底層結構是struct category_t，里面存儲著分類的對象方法、類方法、屬性、協議信息
在程序運行的時候，runtime會將Category的數據，合并到類信息中（類對象、元類對象中）

Category和Class Extension的區別是什么？

Class Extension在編譯的時候，它的數據就已經包含在類信息中
Category是在運行時，才會將數據合并到類信息中

Category中有load方法嗎？load方法是什么時候調用的？load 方法能繼承嗎？

有load方法
load方法在runtime加載類、分類的時候調用
load方法可以繼承，但是一般情況下不會主動去調用load方法，都是讓系統自動調用

load、initialize方法的區別什么？

1.調用方式
1> load是根據函數地址直接調用
2> initialize是通過objc_msgSend調用

2.調用時刻
1> load是runtime加載類、分類的時候調用（只會調用1次）
2> initialize是類第一次接收到消息的時候調用，每一個類只會initialize一次（父類的initialize方法可能會被調用多次）

load、initialize的調用順序？

1.load
1> 先調用類的load
a) 先編譯的類，優先調用load
b) 調用子類的load之前，會先調用父類的load

2> 再調用分類的load
a) 先編譯的分類，優先調用load

2.initialize
1> 先初始化父類
2> 再初始化子類（可能最終調用的是父類的initialize方法）

關聯對象

如何實現給分類“添加成員變量”？
默認情況下，因為分類底層結構的限制，不能添加成員變量到分類中。但可以通過關聯對象來間接實現

關聯對象提供了以下API

添加關聯對象 void objc_setAssociatedObject(id object, const void * key,id value, objc_AssociationPolicy policy)獲得關聯對象 id objc_getAssociatedObject(id object, const void * key)移除所有的關聯對象 void objc_removeAssociatedObjects(id object)

key的常見用法

static void *MyKey = &MyKey; objc_setAssociatedObject(obj, MyKey, value, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC) objc_getAssociatedObject(obj, MyKey)static char MyKey; objc_setAssociatedObject(obj, &MyKey, value, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC) objc_getAssociatedObject(obj, &MyKey)使用屬性名作為key objc_setAssociatedObject(obj, @"property", value, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC); objc_getAssociatedObject(obj, @"property");使用get方法的@selecor作為key objc_setAssociatedObject(obj, @selector(getter), value, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC) objc_getAssociatedObject(obj, @selector(getter))

objc_AssociationPolicy

關聯對象的原理

實現關聯對象技術的核心對象有

AssociationsManager
AssociationsHashMap
ObjectAssociationMap
ObjcAssociation

原理

runtime 在底層實現了一個全局的字典來保存

Category能否添加成員變量？如果可以，如何給Category添加成員變量？

不能直接給Category添加成員變量，但是可以間接實現Category有成員變量的效果

block

block本質上也是一個OC對象，它內部也有個isa指針
block是封裝了函數調用以及函數調用環境的OC對象

變量

自動變量 也是只存在于局部變量 默認就是auto： 意思就是離開作用于自動銷毀；block捕獲的時候是值傳遞

static變量 block捕獲的時候是地址傳遞

全局變量 block 不會進行捕獲，需要的時候直接使用就好

類型

block有3種類型，可以通過調用class方法或者isa指針查看具體類型，最終都是繼承自NSBlock類型
NSGlobalBlock （ _NSConcreteGlobalBlock ）
NSStackBlock （ _NSConcreteStackBlock ）
NSMallocBlock （ _NSConcreteMallocBlock ）

每一種類型的block調用copy后的結果如下所示

block的copy

在ARC環境下，編譯器會根據情況自動將棧上的block復制到堆上，比如以下情況

block作為函數返回值時
將block賦值給__strong指針時
block作為Cocoa API中方法名含有usingBlock的方法參數時
block作為GCD API的方法參數時

MRC下block屬性的建議寫法 @property (copy, nonatomic) void (^block)(void);ARC下block屬性的建議寫法 @property (strong, nonatomic) void (^block)(void); @property (copy, nonatomic) void (^block)(void);

對象類型的auto變量

當block內部訪問了對象類型的auto變量時

如果block是在棧上，將不會對auto變量產生強引用

如果block被拷貝到堆上
會調用block內部的copy函數
copy函數內部會調用_Block_object_assign函數
_Block_object_assign函數會根據auto變量的修飾符（__strong、__weak、__unsafe_unretained）做出相應的操作，形成強引用（retain）或者弱引用

如果block從堆上移除
會調用block內部的dispose函數
dispose函數內部會調用_Block_object_dispose函數
_Block_object_dispose函數會自動釋放引用的auto變量（release）

__Block

__block可以用于解決block內部無法修改auto變量值的問題
__block不能修飾全局變量、靜態變量（static）
編譯器會將__block變量包裝成一個對象

face

block的原理是怎樣的？本質是什么？

封裝了函數調用以及調用環境的OC對象

__block的作用是什么？有什么使用注意點？

block的屬性修飾詞為什么是copy？使用block有哪些使用注意？

block一旦沒有進行copy操作，就不會在堆上
使用注意：循環引用問題

block在修改NSMutableArray，需不需要添加__block？

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Object-C语法的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。