我们知道Catgory可以定义属性，但是不能定义成员变量。比如我们这样写：
@interface Person (Test)
{
int _weight;
}
@property (nonatomic, assign) int weight;//这句代码只会做一件事
@end
编译一下，是会报错的，提示分类不能添加成员变量。我们只能像下面这样定义属性，
我们先创建一个Person的分类Test：
@interface Person (Test)
@property (nonatomic, copy) NSString *name;
@property (nonatomic, assign) int weight;//这句代码只会做一件事
//就是只会生成这两句声明
/*
- (void)setWeight:(int)weight;
- (int)weight;
*/
@end
#import "Person+Test.h"
#import <objc/runtime.h>
@implementation Person (Test)
@end
如上代码所示，我们给这个Person分类Test定义了两个属性，一个是@property (nonatomic, copy) NSString *name;，一个是@property (nonatomic, assign) int weight;
现在我们执行以下代码：
Person *person = [[Person alloc] init];
person.weight = 20;
发现闪退了，报错是提示没有找到setWeight:方法。这是因为通过@property (nonatomic, copy) NSString *name;定义的属性只是声明了一个get和set方法，但是并没有实现get，set方法。那么我们要像Person类那样正常去使用name和weight属性，我们就必须在.m文件里面实现对应的set和get方法。在set方法中保存weight的值20，然后在get方法中取出20。
那么我们之间跟之前那样写行不行呢，像这样，
@implementation Person (Test)
- (void) setWeight:(int) weight{
_weight = weight;
}
- (int)weight{
return _weight;
}
@end
我们运行发现这样行不通，打印weight的值是0，并不是我们赋值的20。那是因为在正常Person类里面是把值保存在成员变量里面的。现在分类是没有成员变量的，所以无法保存值20。
对此我们的主要问题就是在没有成员变量的情况下如何把赋给weight的值20保存起来，我们有以下几种方案，在.m里面定义一个全局变量保存赋给weight的值，或者在.m里面定义一个全局字典，通过key-value来保存对应的属性的赋值。还有就是通过runtime的API方法来实现，如下：
#import "Person+Test.h"
#import <objc/runtime.h>
@implementation Person (Test)
- (void)setWeight:(int)weight{
objc_setAssociatedObject(self, @selector(weight), @(weight), OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}
- (int)weight{
return [objc_getAssociatedObject(self, _cmd) intValue];
}
- (void)setName:(NSString *)name{//_cmd =@selector(setName:)
objc_setAssociatedObject(self, @selector(name), name, OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC);
}
- (NSString *)name{//_cmd代表当前方法的selector，_cmd =@selector(name);,但是set方法不能这样写
return objc_getAssociatedObject(self, _cmd);
}
//static const char MJNameKey;//定义一个只占一个字节的字符串。比下面这个方法要更好
//static const char MJWeightKey;
//
//- (void)setWeight:(int)weight{
// objc_setAssociatedObject(self, &MJWeightKey, @(weight), OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
//}
//
//- (int)weight{
// return [objc_getAssociatedObject(self, &MJWeightKey) intValue];
//}
//
//- (void)setName:(NSString *)name{
// objc_setAssociatedObject(self, &MJNameKey, name, OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC);
//}
//
//- (NSString *)name{
// return objc_getAssociatedObject(self, &MJNameKey);
//}
//static const void *MJNameKey = &MJNameKey;
//static const void *MJWeightKey = &MJWeightKey;
//
//- (void)setWeight:(int)weight{
// objc_setAssociatedObject(self, MJWeightKey, @(weight), OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
//}
//
//- (int)weight{
// return [objc_getAssociatedObject(self, MJWeightKey) intValue];
//}
//
//- (void)setName:(NSString *)name{
// objc_setAssociatedObject(self, MJNameKey, name, OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC);
//}
//
//- (NSString *)name{
// return objc_getAssociatedObject(self, MJNameKey);
//}
@end
这几种方法都可以，其中第一种是最好的。还是回到上一个问题，这样用runtime实现的话，那这个成员变量是保存在哪里呢？是合并到Person类里面吗？答案不是的。runtime为这个分类的关联对象单独进行管理，并不是合并到Person类里面了。
其实runtime是生成一个AssociationsManager类用来管理分类的关联对象，让分类能正常使用成员变量，有点类似于前面说到的用字典去保存的原理。通过查看源码，我们可以知道AssociationsManager类有一个AssociationsHashMap属性，这个属性是相当于一个字典，用来存储对象-关联对象的，也就是它的key是我们关联对象时传的self，也就是这个Person分类，以这个为key，然后value是一个ObjectAssociationMap，ObjectAssociationMap对象也相当于是一个字典，这个字典的key是我们关联对象时传进去的那个key，value是ObjcAssociation，ObjcAssociation对象里面有两个属性_value和_policy，这两个就是我们关联对象的值和关联策略了。
简单说AssociationsHashMap存储的是项目中所有分类的关联对象，里面应该是长这样{Person分类: AssociationsHashMap,Student分类: AssociationsHashMap}，我们项目中有几个分类有关联对象，那AssociationsHashMap里面就有多少个元素。而AssociationsHashMap里面存放的就是关联对象的key和ObjcAssociation，里面应该长这样{@selector(weight):@(weight),@selector(name):name}，一个分类里面有多少个关联对象AssociationsHashMap里面就有多少个元素。最后ObjcAssociation就是保存着关联对象的值和关联策略了。ObjcAssociation{unitptr_t _policy= OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC; id _value=@(weight)}。以下图很好的展示了其中的原理。
注意：关联策略是没有weak类型的。
面试题
1、Category能否添加成员变量？如果可以，如何给Category添加成员变量？
答：不能直接给Category添加成员变量，但是可以间接实现Category有成员变量的效果
