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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

2016-01-11 19:16 nycode

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。


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,入门的话不需要完全掌握,混个眼熟就成。


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 = 1<<(x+2);

}


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(3);

object->display();

int c = object->getIndex() + object->getKey();

object->MyObject::~MyObject();

printf("c = %d\n", c);

MyObject object2;

object2.setValue(2);

object2.display();

return 0;


}


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:3];

[MyObject classMethod];

[object display];

// object = nil;

}

return 0;


}



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"

@protocol NYProtocol <NSObject>

@optional

- (void)nyOptionalProtocalMethod;

@required

- (void)nyRequiredProtocalMethod;

@end

@interface MyObject() <NYProtocol>

@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 = 1<<(index+2);

}


- (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");

}


- (void)requestDataWithIndex:(NSInteger)index forKey:(NSInteger)key completion:(void(^)(NSError *error, id response))completion {

//code here

NSError *responseError = nil;//assume is responsed from server

NSDictionary *responseData = @{@"message": @"OK"};

if (completion != nil) {

if (responseError != nil) {

completion(responseError, nil);

} else {

completion(nil, responseData);

}

}

}

- (void)nyRequiredProtocalMethod {

}


@end


3.2.3 控制台打印结果

2016-01-11 16:50:53.132 CompileOC[1018:87071] Hello, World!

2016-01-11 16:50:53.134 CompileOC[1018:87071] init

2016-01-11 16:50:53.134 CompileOC[1018:87071] this is static (or class) method

2016-01-11 16:50:53.134 CompileOC[1018:87071] index == 3

key == 32

2016-01-11 16:50:53.134 CompileOC[1018:87071] 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。

Objective-C 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:

  • + 为类方法, - 为实例方法

  • 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;//perhaps 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)

- (void)wakeUp;


@end



实现文件:

#import "MyObject+NY.h"


@implementation MyObject (NY)

- (void)wakeUp {

NSLog(@"wake");

}


@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。


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~


博文推荐

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


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😂 决心要把这篇文章拉回正轨~~)。另外,也十分感谢 @朱不鸣 @D 两位小童鞋对文章的批评建议~我会努力把文章写好,希望能给更多的人帮助,谢谢!

最后,预告一下接下来的文章内容:

  • 通过介绍苹果官方文档来介绍Cocoa Touch的框架

  • 通过介绍如何搭建项目来介绍Xcode的基本配置

  • 通过搭建一个简单应用来熟悉UIKit中各种视图控制器和视图的使用

敬请期待吧😉 ~


 
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