Objective-C面向对象编程全解析

# Objective-C 面向对象编程全解析 ## 一、Objective-C 编程概述 Objective-C 是一种动态运行时语言，其一些编程模式与其他语言有所不同。例如，在 C++ 标准模板库中常用的迭代器模式，在 Objective-C 中并不常见。当语言中存在“任何对象”的概念，且方法调用通过消息传递实现时，迭代器在大多数迭代、排序或枚举操作中用处不大，因为在这些操作中，通常很少需要知道对象的具体类型。 ### （一）Objective-C 对象基础 在 Objective-C 中，所有对象都是指针类型。例如，不会直接引用 `String`，而是引用 `String *`。所有 Objective-C 对象都在堆上分配，而不是栈上（有一个例外情况，后续会遇到）。如果声明一个静态分配的对象而不是指针，编译器会给出提示，示例代码如下： ```objective-c String aString; // Semantic Issue: "Interface type cannot be statically allocated." String *aString; // Correct. ``` ### （二）对象的分配与初始化 在 Mac 和 iOS 的 Objective-C 环境中，几乎所有对象都继承自 `NSObject` 类（如果使用没有主要框架的“纯”Objective-C，运行时头文件中定义了一个等效但更旧且基本不再维护的 `Object` 类）。`NSObject` 类实现了基本的分配和初始化方法，这些方法被其他所有 Objective-C 对象继承。其中，`+ alloc` 和 `-init` 方法一起用于创建给定类的新实例。 #### 1. 方法符号含义 方法名前的加号（`+`）和减号（`-`）有特定含义。当定义一个类时，可以创建由类实例处理的实例方法（用减号 `-` 标识），也可以定义由类本身处理的类方法（用加号 `+` 标识）。例如，`-doSomething` 消息会发送给对象实例，如 `[nameString doSomething]`；而 `+ doSomething` 会发送给类，如 `[String doSomething]`。 #### 2. 分配与初始化过程 `+ alloc` 方法发送给类对象，请求在堆上分配该类的新实例。它会分配内存并将其初始化为零，然后返回新分配的实例。接着，需要使用 `-init` 方法对实例进行初始化，类会在这个方法中设置其实例变量、属性和相关状态。`-init` 是基本的初始化方法，在创建自己的对象时通常很有用，大多数系统对象在调用该方法时会进行适当的初始化。此外，大多数类还实现了更具体的初始化方法，这些方法以 “init” 开头并接受参数，如 `-initWithString:`、`-initWithOrigin:andSize:` 等。 `+ alloc` 和 `-init` 方法都返回 `id` 类型，通常会将它们的调用链在一起。例如： ```objective-c MyObject * obj1 = [[MyObject alloc] init]; NamedObject * obj2 = [[NamedObject alloc] initWithName: "aName"]; if ( obj2 == nil ) { // error allocating or initializing NamedObject instance } ``` 如果任何一个方法无法执行其功能，可能会返回 `nil`。在 `-init` 方法中，如果初始化失败，还会释放由 `+ alloc` 分配的内存。 ### （三）消息传递 Objective-C 的消息发送操作使用方括号括起来。消息的目标（接收者）放在左边，消息及其参数放在右边。这在一定程度上与其他面向对象语言（如 C++、Ruby 或 Java）的系统类似，但由于参数直接嵌入消息名中，又有所不同。例如： ```objective-c [myObject drawLineFromX: 100 Y: 120 toX: 140 Y: 120 weight: 2 color: redColor]; ``` 与 C++ 的方法调用 `myObject.drawLine(100, 120, 140, 120, 2, redColor)` 相比，Objective-C 的消息传递方式能让每个参数的含义更清晰，无需查看头文件或文档就能理解。 Objective-C 消息名中的参数不能省略或改变顺序，这与一些语言中的命名参数或关键字参数概念不同。不过，Objective-C 消息的这种语法允许将函数或其他消息的结果直接作为参数或接收者。例如： ```objective-c [myView addSubview: [[LabelView alloc] initWithTitle: [[String alloc] initWithCString: "title"]]]; ``` Objective-C 的方括号语法在处理嵌套调用时很有优势。每个左括号表示一个新方法调用的开始，右括号出现时，该括号内语句的结果会成为周围语句的一部分。具体处理步骤如下： 1. 看到 `[myView addSubview:`，遇到左括号，进入下一级调用。 2. 又遇到左括号，接着是 `[LabelView alloc]`，执行该方法。 3. 结果后面是 `initWithTitle:` 和更多左括号，再进入下一级。 4. 再次看到类似结构，执行 `[String alloc]` 并将结果与 `initWithCString:"title"` 配对。 5. 遇到右括号，执行 `initWithCString:` 调用并返回上一级。 6. 又遇到右括号，将结果传递给 `-initWithTitle:`。 7. 最后一个右括号，将上一步的结果应用到 `-addSubview:`，完成整个表达式的处理。 ### （四）内存管理 由于所有 Objective-C 对象都在堆上分配，因此需要进行内存管理，以避免资源耗尽。Objective-C 的内存管理经历了几个阶段。 #### 1. 早期内存管理 在 20 世纪 80 年代和 90 年代初，Objective-C 使用的内存管理模型与 C 类似：如果分配了某个对象，就必须记得释放它。如果得到一个对象，需要使用 `-free` 消息来释放它。 #### 2. 引用计数法 后来采用了引用计数法，并且至今仍在使用