iOS KVC的理解

KVC定义

KVC（Key-value coding）键值编码，就是指iOS的开发中，可以允许开发者通过Key名直接访问对象的属性，或者给对象的属性赋值。而不需要调用明确的存取方法。这样就可以在运行时动态地访问和修改对象的属性。而不是在编译时确定，这也是iOS开发中的黑魔法之一。很多高级的iOS开发技巧都是基于KVC实现的。

KVC的定义都是对NSObject的扩展来实现的，Objective-C中有个显式的NSKeyValueCoding类别名，所以对于所有继承了NSObject的类型，都能使用KVC(一些纯Swift类和结构体是不支持KVC的，因为没有继承NSObject)，下面是KVC最为重要的四个方法：

- (nullable id)valueForKey:(NSString *)key;                          //直接通过Key来取值

- (void)setValue:(nullable id)value forKey:(NSString *)key;          //通过Key来设值

- (nullable id)valueForKeyPath:(NSString *)keyPath;                  //通过KeyPath来取值

- (void)setValue:(nullable id)value forKeyPath:(NSString *)keyPath;  //通过KeyPath来设值
  • setValue forkey 和 setValue forKeyPath 的区别在于，forKeyPath 是可以多深层次访问的。例如：有两个类 Psrson 和Student，Psrson 类里面有个Student 类型的对象，Student 类里面有个 score 属性。那么就可以这么使用：[person setValue:@80 forKeyPath:@"student.score" ]

KVC使用

  • 动态地取值和设值。利用KVC动态的取值和设值是最基本的用途了。
  • 用KVC来访问和修改私有变量。对于类里的私有属性，Objective-C是无法直接访问的，但是KVC是可以的。
  • Model和字典转换。这是KVC强大作用的又一次体现，KVC和Objc的runtime组合可以很容易的实现Model和字典的转换。
  • 修改一些控件的内部属性。最常用的就是个性化UITextField中的placeHolderText了。
  • 操作集合。Apple对KVC的valueForKey:方法作了一些特殊的实现，比如说NSArray和NSSet这样的容器类就实现了这些方法。所以可以用KVC很方便地操作集合。
  • 用KVC实现高阶消息传递。当对容器类使用KVC时，valueForKey:将会被传递给容器中的每一个对象，而不是容器本身进行操作。结果会被添加进返回的容器中，这样，开发者可以很方便的操作集合来返回另一个集合。
#import <Foundation/Foundation.h>

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        
        NSArray* arrStr = @[@"english",@"franch",@"chinese"];
        NSArray* arrCapStr = [arrStr valueForKey:@"capitalizedString"];
        for (NSString* str  in arrCapStr) {
            NSLog(@"%@",str);
        }
        NSArray* arrCapStrLength = [arrStr valueForKeyPath:@"capitalizedString.length"];
        for (NSNumber* length  in arrCapStrLength) {
            NSLog(@"%ld",(long)length.integerValue);
        }
        
    }
    return 0;
}
打印结果：
2018-05-05 17:16:21.975983+0800 KVCKVO[35824:6395514] English
2018-05-05 17:16:21.976296+0800 KVCKVO[35824:6395514] Franch
2018-05-05 17:16:21.976312+0800 KVCKVO[35824:6395514] Chinese
2018-05-05 17:16:21.976508+0800 KVCKVO[35824:6395514] 7
2018-05-05 17:16:21.976533+0800 KVCKVO[35824:6395514] 6
2018-05-05 17:16:21.976550+0800 KVCKVO[35824:6395514] 7

方法capitalizedString被传递到NSArray中的每一项，这样，NSArray的每一员都会执行capitalizedString并返回一个包含结果的新的NSArray。
从打印结果可以看出，所有String都成功以转成了大写。
同样如果要执行多个方法也可以用valueForKeyPath:方法。它先会对每一个成员调用 capitalizedString方法，然后再调用length，因为lenth方法返回是一个数字，所以返回结果以NSNumber的形式保存在新数组里。

NSKeyValueCoding类别中其他的一些方法：

+ (BOOL)accessInstanceVariablesDirectly;
//默认返回YES，表示如果没有找到Set<Key>方法的话，会按照_key，_iskey，key，iskey的顺序搜索成员，设置成NO就不这样搜索

- (BOOL)validateValue:(inout id __nullable * __nonnull)ioValue forKey:(NSString *)inKey error:(out NSError **)outError;
//KVC提供属性值正确性验证的API，它可以用来检查set的值是否正确、为不正确的值做一个替换值或者拒绝设置新值并返回错误原因。

- (NSMutableArray *)mutableArrayValueForKey:(NSString *)key;
//这是集合操作的API，里面还有一系列这样的API，如果属性是一个NSMutableArray，那么可以用这个方法来返回。

- (nullable id)valueForUndefinedKey:(NSString *)key;
//如果Key不存在，且没有KVC无法搜索到任何和Key有关的字段或者属性，则会调用这个方法，默认是抛出异常。

- (void)setValue:(nullable id)value forUndefinedKey:(NSString *)key;
//和上一个方法一样，但这个方法是设值。

- (void)setNilValueForKey:(NSString *)key;
//如果你在SetValue方法时面给Value传nil，则会调用这个方法

- (NSDictionary<NSString *, id> *)dictionaryWithValuesForKeys:(NSArray<NSString *> *)keys;
//输入一组key,返回该组key对应的Value，再转成字典返回，用于将Model转到字典。

KVC设值顺序

  • 查找setKey 方法，有则调用，没有则查找看有没有_setKey方法，有则调用。
  • 没有则查看 accessInstanceVariablesDirectly 这个类方法的返回值，是yes则按照_key 、_isKey 、key 、iskey 顺序查找成员变量。如果没有找到系统则将会执行该对象的setValue：forUndefinedKey：方法，默认是抛出异常NSUnknownKeyException 。
  • 如果accessInstanceVariablesDirectly返回值是 NO，则程序抛出异常，会直接用setValue：forUndefinedKey：方法。

简单来说就是如果没有找到Set<Key>方法的话，会按照_key，_iskey，key，iskey的顺序搜索成员并进行赋值操作。

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Test: NSObject {
    NSString *_name;
}

@end

@implementation Test

@end

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        // insert code here...
        
        //生成对象
        Test *obj = [[Test alloc] init];
        //通过KVC赋值name
        [obj setValue:@"xiaoming" forKey:@"name"];
        //通过KVC取值name打印
        NSLog(@"obj的名字是%@", [obj valueForKey:@"name"]);
        
    }
    return 0;
}

打印结果：
2018-05-05 15:36:52.354405+0800 KVCKVO[35231:6116188] obj的名字是xiaoming

可以看到通过- (void)setValue:(nullable id)value forKey:(NSString *)key;和- (nullable id)valueForKey:(NSString *)key;成功设置和取出obj对象的name值。

  • 再看一下设置accessInstanceVariablesDirectly为NO的效果：
#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Test: NSObject {
    NSString *_name;
}

@end

@implementation Test

+ (BOOL)accessInstanceVariablesDirectly {
    return NO;
}

- (id)valueForUndefinedKey:(NSString *)key {
    NSLog(@"出现异常，该key不存在%@",key);
    return nil;
}

- (void)setValue:(id)value forUndefinedKey:(NSString *)key {
    NSLog(@"出现异常，该key不存在%@", key);
}

@end

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        // insert code here...
        
        //生成对象
        Test *obj = [[Test alloc] init];
        //通过KVC赋值name
        [obj setValue:@"xiaoming" forKey:@"name"];
        //通过KVC取值name打印
        NSLog(@"obj的名字是%@", [obj valueForKey:@"name"]);
        
    }
    return 0;
}

打印结果:
2018-05-05 15:45:22.399021+0800 KVCKVO[35290:6145826] 出现异常，该key不存在name
2018-05-05 15:45:22.399546+0800 KVCKVO[35290:6145826] 出现异常，该key不存在name
2018-05-05 15:45:22.399577+0800 KVCKVO[35290:6145826] obj的名字是(null)

可以看到accessInstanceVariablesDirectly为NO的时候KVC只会查询setter和getter这一层，下面寻找key的相关变量执行就会停止，直接报错。

  • 设置accessInstanceVariablesDirectly为YES，再修改_name为_isName，看看执行是否成功。
#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Test: NSObject {
    NSString *_isName;
}

@end

@implementation Test

+ (BOOL)accessInstanceVariablesDirectly {
    return YES;
}

- (id)valueForUndefinedKey:(NSString *)key {
    NSLog(@"出现异常，该key不存在%@",key);
    return nil;
}

- (void)setValue:(id)value forUndefinedKey:(NSString *)key {
    NSLog(@"出现异常，该key不存在%@", key);
}

@end

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        // insert code here...
        
        //生成对象
        Test *obj = [[Test alloc] init];
        //通过KVC赋值name
        [obj setValue:@"xiaoming" forKey:@"name"];
        //通过KVC取值name打印
        NSLog(@"obj的名字是%@", [obj valueForKey:@"name"]);
        
    }
    return 0;
}

打印结果：
2018-05-05 15:49:53.444350+0800 KVCKVO[35303:6157671] obj的名字是xiaoming
从打印可以看到设置accessInstanceVariablesDirectly为YES，KVC会继续按照顺序查找，并成功设值和取值了。

KVC 取值

  • 先按照 get<Key> 、<key> 、is<Key> 、_key 顺序查找getter方法取值，找到的话会直接调用。如果是BOOL或者Int等值类型， 会将其包装成一个NSNumber对象。
  • 如果没有找到方法则查看accessInstanceVariablesDirectly 类方法的返回值，如果返回的是 NO，那么会直接调用valueForUndefinedKey:方法，默认是抛出异常。
  • 如果返回的是YES，按照_key 、_isKey 、key 、isKey 顺序查找成员变量，如果没有找到，则抛出异常。这里不推荐这么做，因为这样直接访问实例变量破坏了封装性，使代码更脆弱。
#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Test: NSObject {
}

@end

@implementation Test

- (NSUInteger)getAge {
    return 10;
}

@end

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        // insert code here...
        
        //生成对象
        Test *obj = [[Test alloc] init];
        //通过KVC取值age打印
        NSLog(@"obj的年龄是%@", [obj valueForKey:@"age"]);
        
    }
    return 0;
}

打印结果：
2018-05-05 16:00:04.207857+0800 KVCKVO[35324:6188613] obj的年龄是10

可以看到[obj valueForKey:@"age"]，找到了getAge方法，并且取到了值。其他顺序的，可以把getAge改成age ，或者改成isAge 看下打印结果。

KVC使用keyPath

KVC提供了一个解决方案，那就是键路径keyPath。顾名思义，就是按照路径寻找key。

- (nullable id)valueForKeyPath:(NSString *)keyPath;                  //通过KeyPath来取值
- (void)setValue:(nullable id)value forKeyPath:(NSString *)keyPath;  //通过KeyPath来设值

用代码实现如下：

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Test1: NSObject {
    NSString *_name;
}
@end

@implementation Test1
@end

@interface Test: NSObject {
    Test1 *_test1;
}

@end

@implementation Test
@end

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        // insert code here...
        
        //Test生成对象
        Test *test = [[Test alloc] init];
        //Test1生成对象
        Test1 *test1 = [[Test1 alloc] init];
        //通过KVC设值test的"test1"
        [test setValue:test1 forKey:@"test1"];
        //通过KVC设值test的"test1的name"
        [test setValue:@"xiaoming" forKeyPath:@"test1.name"];
        //通过KVC取值age打印
        NSLog(@"test的\"test1的name\"是%@", [test valueForKeyPath:@"test1.name"]);
        
    }
    return 0;
}

打印结果：
2018-05-05 16:19:02.613394+0800 KVCKVO[35436:6239788] test的"test1的name"是xiaoming

KVC处理异常

KVC中最常见的异常就是不小心使用了错误的key，或者在设值中不小心传递了nil的值，KVC中有专门的方法来处理这些异常。

  • 通常情况下，KVC不允许你要在调用setValue：属性值 forKey：(或者keyPath)时对非对象传递一个nil的值。很简单，因为值类型是不能为nil的。如果你不小心传了，KVC会调用setNilValueForKey:方法。这个方法默认是抛出异常，所以一般而言最好还是重写这个方法。
#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Test: NSObject {
    NSUInteger age;
}

@end

@implementation Test

- (void)setNilValueForKey:(NSString *)key {
    NSLog(@"不能将%@设成nil", key);
}

@end

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        // insert code here...
        
        //Test生成对象
        Test *test = [[Test alloc] init];
        //通过KVC设值test的age
        [test setValue:nil forKey:@"age"];
        //通过KVC取值age打印
        NSLog(@"test的年龄是%@", [test valueForKey:@"age"]);
        
    }
    return 0;
}
打印结果：
2018-05-05 16:24:30.302134+0800 KVCKVO[35470:6258307] 不能将age设成nil
2018-05-05 16:24:30.302738+0800 KVCKVO[35470:6258307] test的年龄是0
  • 通常情况下，KVC不允许你要在调用setValue：属性值 forKey：(或者keyPath)时对不存在的key进行操作。
    不然，会报错forUndefinedKey发生崩溃，重写forUndefinedKey方法避免崩溃。
#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Test: NSObject {
}

@end

@implementation Test

- (id)valueForUndefinedKey:(NSString *)key {
    NSLog(@"出现异常，该key不存在%@",key);
    return nil;
}

- (void)setValue:(id)value forUndefinedKey:(NSString *)key {
    NSLog(@"出现异常，该key不存在%@", key);
}

@end

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        // insert code here...
        
        //Test生成对象
        Test *test = [[Test alloc] init];
        //通过KVC设值test的age
        [test setValue:@10 forKey:@"age"];
        //通过KVC取值age打印
        NSLog(@"test的年龄是%@", [test valueForKey:@"age"]);
        
    }
    return 0;
}
打印结果：
2018-05-05 16:30:18.564680+0800 KVCKVO[35487:6277523] 出现异常，该key不存在age
2018-05-05 16:30:18.565190+0800 KVCKVO[35487:6277523] 出现异常，该key不存在age
2018-05-05 16:30:18.565216+0800 KVCKVO[35487:6277523] test的年龄是(null)

KVC处理数值和结构体类型属性

不是每一个方法都返回对象，但是valueForKey：总是返回一个id对象，如果原本的变量类型是值类型或者结构体，返回值会封装成NSNumber或者NSValue对象。
这两个类会处理从数字，布尔值到指针和结构体任何类型。然后开以者需要手动转换成原来的类型。
尽管valueForKey：会自动将值类型封装成对象，但是setValue：forKey：却不行。你必须手动将值类型转换成NSNumber或者NSValue类型，才能传递过去。
因为传递进去和取出来的都是id类型，所以需要开发者自己担保类型的正确性，运行时Objective-C在发送消息的会检查类型，如果错误会直接抛出异常。

KVC处理字典

当对NSDictionary对象使用KVC时，valueForKey:的表现行为和objectForKey:一样。所以使用valueForKeyPath:用来访问多层嵌套的字典是比较方便的。

- (NSDictionary<NSString *, id> *)dictionaryWithValuesForKeys:(NSArray<NSString *> *)keys;
- (void)setValuesForKeysWithDictionary:(NSDictionary<NSString *, id> *)keyedValues;

dictionaryWithValuesForKeys:是指输入一组key，返回这组key对应的属性，再组成一个字典。
setValuesForKeysWithDictionary是用来修改Model中对应key的属性。下面直接用代码会更直观一点:

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Address : NSObject

@end

@interface Address()

@property (nonatomic, copy)NSString* country;
@property (nonatomic, copy)NSString* province;
@property (nonatomic, copy)NSString* city;
@property (nonatomic, copy)NSString* district;

@end

@implementation Address

@end


int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        
        //模型转字典
        Address* add = [Address new];
        add.country = @"China";
        add.province = @"Guang Dong";
        add.city = @"Shen Zhen";
        add.district = @"Nan Shan";
        NSArray* arr = @[@"country",@"province",@"city",@"district"];
        NSDictionary* dict = [add dictionaryWithValuesForKeys:arr]; //把对应key所有的属性全部取出来
        NSLog(@"%@",dict);
        
        //字典转模型
        NSDictionary* modifyDict = @{@"country":@"USA",@"province":@"california",@"city":@"Los angle"};
        [add setValuesForKeysWithDictionary:modifyDict];            //用key Value来修改Model的属性
        NSLog(@"country:%@  province:%@ city:%@",add.country,add.province,add.city);
        
        
    }
    return 0;
}
打印结果：
2018-05-05 17:08:48.824653+0800 KVCKVO[35807:6368235] {
city = "Shen Zhen";
country = China;
district = "Nan Shan";
province = "Guang Dong";
}
2018-05-05 17:08:48.825075+0800 KVCKVO[35807:6368235] country:USA  province:california city:Los angle

访问集合属性

  • mutableArrayValueForKey:和 mutableArrayValueForKeyPath:
    它们返回一个行为类似于NSMutableArray对象的代理对象。
  • mutableSetValueForKey: 和 mutableSetValueForKeyPath:
    它们返回一个行为类似于NSMutableSet对象的代理对象。
  • mutableOrderedSetValueForKey:和 mutableOrderedSetValueForKeyPath:
    它们返回一个行为类似于NSMutableOrderedSet对象的代理对象。

参考文章：iOS KVC和KVO详解
注意：以上对KVC的理解是个人学习记录

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