NSPredicate的使用

版本：iOS13.7

一、简介

给NSPredicate(谓词)设定一个表达式，可评估对象是否符合该表达式，也可过滤出符合表达式的数据（NSArray、NSSet、NSOrderedSet）。
NSPredicate有两个子类，分别是NSComparisonPredicate和NSCompoundPredicate。
NSComparisonPredicate 比较谓词，点击NSComparisonPredicate的使用了解。
NSCompoundPredicate 复合谓词，点击NSCompoundPredicate的使用了解。

二、NSPredicate的API

//通过表达式创建一个谓词实例
//关于表达式 详见（四、谓语表达式语法）
+ (NSPredicate *)predicateWithFormat:(NSString *)predicateFormat, ...;
//通过表达式创建一个谓词实例
//表达式中的%@占位符将从arguments中取值，占位符数量必须小于等于arguments元素的数量
//详见说明1
+ (NSPredicate *)predicateWithFormat:(NSString *)predicateFormat argumentArray:(nullable NSArray *)arguments;
//通过表达式创建一个谓词实例
//表达式中的%@占位符将从argList中取值，占位符数量必须小于等于argList元素的数量
//详见说明1
+ (NSPredicate *)predicateWithFormat:(NSString *)predicateFormat arguments:(va_list)argList;

//该方法只有macos可用，暂不说明
+ (nullable NSPredicate *)predicateFromMetadataQueryString:(NSString *)queryString;
API_AVAILABLE(macos(10.9)) API_UNAVAILABLE(ios, watchos, tvos)

//创建一个结果始终为YES/NO的谓词实例
//详见说明2
+ (NSPredicate *)predicateWithValue:(BOOL)value; 

//根据回调的返回值来创建一个结果为YES/NO谓词实例
//其中回调的evaluatedObject和bindings分别为evaluateWithObject方法的object和bindings
//详见例1
+ (NSPredicate*)predicateWithBlock:(BOOL (^)(id _Nullable evaluatedObject, NSDictionary<NSString *, id> * _Nullable bindings))block;

//返回谓词的表达式字符串 只读
//[NSPredicate predicateWithFormat:@"SELF CONTAINS 'world'"]的表达式为SELF CONTAINS "world"
@property (readonly, copy) NSString *predicateFormat; 

//用常量值代替变量
//即用字典中的键值对替换用$声明的变量
//详见说明3
- (instancetype)predicateWithSubstitutionVariables:(NSDictionary<NSString *, id> *)variables;  

//评估对象是否符合该谓词
- (BOOL)evaluateWithObject:(nullable id)object;

//评估对象是否符合该谓词
//其中bindings字典中的元素可以代替用$声明的变量，详见predicateWithSubstitutionVariables方法的说明3
//也可以作为回调的参数，详见predicateWithBlock方法的例1
- (BOOL)evaluateWithObject:(nullable id)object substitutionVariables:(nullable NSDictionary<NSString *, id> *)bindings;

//强制使用已安全解码的谓词以进行评估
//当使用 NSSecureCoding编码的NSPredicate对象在安全解码时，是不能被评估的。
//因为评估一个从存档中取出的predicate是有潜在风险的。
//在激活评估之前，我们应该证实key paths, selectors,和其他细节来确保没有错误或恶意代码被执行。
//一旦我们验证了predicate，我们就可以通过调用allowEvaluation来激活接收器来评估。
- (void)allowEvaluation;
  • 说明1
NSPredicate *predicate = [NSPredicate predicateWithFormat:@"SELF CONTAINS 'world'"];
等价于
NSPredicate *predicate = [NSPredicate predicateWithFormat:@"SELF CONTAINS %@", @"world"];
等价于
NSPredicate *predicate = [NSPredicate predicateWithFormat:@"SELF CONTAINS %@"
                          argumentArray:@[@"world"]];

上面三种初始化方法的意义相同，最后的生成的表达式都为SELF CONTAINS "world"，第一个初始化使用的时单引号'world'，若要使用双引号" "，需要加上转义符\，如下

NSPredicate *predicate = [NSPredicate predicateWithFormat:@"SELF CONTAINS \"world\""];
  • 说明2
NSPredicate *predicate = [NSPredicate predicateWithValue:YES];
等价于
NSPredicate *predicate = [NSPredicate predicateWithFormat:@"TRUEPREDICATE"];

当调用evaluateWithObject时，无论传入的对象是什么，只会返回YES

NSPredicate *predicate = [NSPredicate predicateWithValue:NO];
等价于
NSPredicate *predicate = [NSPredicate predicateWithFormat:@"FALSEPREDICATE"];

当调用evaluateWithObject时，无论传入的对象是什么，只会返回NO

  • 说明3
    NSPredicate *predicate = [NSPredicate predicateWithFormat:@"SELF CONTAINS $variable"];
    //字典中的key需要和$后面声明的变量相同，可以声明多个变量，但字典中需要全部包含
    predicate = [predicate predicateWithSubstitutionVariables:@{@"variable":@"wor"}];
    NSLog(@"%@", [predicate predicateFormat]);

输出的格式字符串为SELF CONTAINS "wor"
实际上和NSPredicate *predicate = [NSPredicate predicateWithFormat:@"SELF CONTAINS %@", @"wor"];实现的效果相同

  • 例1
    NSPredicate *predicate = [NSPredicate predicateWithBlock:^BOOL(NSArray * _Nullable evaluatedObject, NSDictionary<NSString *,id> * _Nullable bindings) {
        //通过回调的evaluatedObject和bindings来判断是否过滤
        if ([evaluatedObject containsObject:[bindings objectForKey:@"key"]]) {
            return YES;
        } else {
            return NO;
        }
    }];
    BOOL eva = [predicate evaluateWithObject:@[@"1", @"2"] substitutionVariables:@{@"key":@"2"}];
    NSLog(@"%@", @(eva));
输出：
1

三、NSPredicate的扩展API

@interface NSArray<ObjectType> (NSPredicateSupport)

//将数组中的每个元素进行评估，返回所有符合谓词的元素的新数组
- (NSArray<ObjectType> *)filteredArrayUsingPredicate:(NSPredicate *)predicate; 

@end
@interface NSMutableArray<ObjectType> (NSPredicateSupport)

//将数组中的每个元素进行评估，移除所有不符合谓词的元素
- (void)filterUsingPredicate:(NSPredicate *)predicate; 

@end

filteredArrayUsingPredicate会返回一个新数组，原数组不会变化。
filterUsingPredicate会直接改变原数组的内容，如有需要，请先对原数组备份。
例：

    //选出大于10且小于50的元素
    predicate = [NSPredicate predicateWithFormat:@"SELF > 10 AND SELF < 50"];
    NSArray *array = @[@20, @30, @40, @50, @10, @5];
    NSMutableArray *muta = [array mutableCopy];
    NSLog(@"过滤前\narray = %@\n muta = %@", array, muta);
    NSArray *array1 = [array filteredArrayUsingPredicate:predicate];
    [muta filterUsingPredicate:predicate];
    NSLog(@"过滤后\narray = %@\n array1 = %@\n muta = %@", array, array1, muta);
输出：
过滤前
array = (
    20,
    30,
    40,
    50,
    10,
    5
)
 muta = (
    20,
    30,
    40,
    50,
    10,
    5
)
过滤后
array = (
    20,
    30,
    40,
    50,
    10,
    5
)
 array1 = (
    20,
    30,
    40
)
 muta = (
    20,
    30,
    40
)

可以看出过滤后array没有变化，muta的元素变少。

NSSet、NSMutableSet、NSOrderedSet、NSMutableOrderedSet的NSPredicate扩展API
功能与NSArray、NSMutableArray的扩展API相同

@interface NSSet<ObjectType> (NSPredicateSupport)
- (NSSet<ObjectType> *)filteredSetUsingPredicate:(NSPredicate *)predicate ;
@end

@interface NSMutableSet<ObjectType> (NSPredicateSupport)
- (void)filterUsingPredicate:(NSPredicate *)predicate ;
@end

@interface NSOrderedSet<ObjectType> (NSPredicateSupport)
- (NSOrderedSet<ObjectType> *)filteredOrderedSetUsingPredicate:(NSPredicate *)p;
@end

@interface NSMutableOrderedSet<ObjectType> (NSPredicateSupport)
- (void)filterUsingPredicate:(NSPredicate *)p;
@end

四、谓语表达式语法

表达式语法参考简要理解 - NSPredicate，下面为自己的理解。

表达式字符串并不会进行语义检测，必须保证正确性。

占位符

$：声明变量，例如 $variable，详见说明3
%K ：属性名
%@ ：属性值

    NSString *name = @"key1";
    NSString *value = @"23";
    //字典中的键为key1的值是否包含"23"
    predicate = [NSPredicate predicateWithFormat:@"key1 CONTAINS %@", value];
    NSLog(@"%@", [predicate predicateFormat]);
    predicate = [NSPredicate predicateWithFormat:@"%K CONTAINS %@", name, value];
    NSLog(@"%@", [predicate predicateFormat]);
    eva = [predicate evaluateWithObject:@{@"key1":@"value12345"}];
    NSLog(@"%@", @(eva));
输出：
key1 CONTAINS "23"
key1 CONTAINS "23"
1

可以看到两种初始化的表达式字符串都是key1 CONTAINS "23"
%@表示的是"23"这个带双引号的值，%K表示的是不带引号key1
%K好像不能表示关键字，如SELF等

基本比较运算

=、== 左边是否等于右边
>=、 => 左边是否大于或等于右边
<=、=< 左边是否小于或等于右边
> 左边是否大于右边
< 左边是否小于右边
!=、<> 左边是否不等于右边
BETWEEN 左边的值是否在区间内(包含边界数值)

例如@"SELF BETWEEN {10， 50}"等价于@"SELF >= 10 AND SELF <= 50"

布尔值谓语

TRUEPREDICATE 始终返回真
FALSEPREDICATE 始终返回假

例如[NSPredicate predicateWithValue:YES]的表达式实际上就是TRUEPREDICATE

基本复合谓语

AND、&& 与
OR、|| 或
NOT、!: 非

例如[NSPredicate predicateWithFormat:@"SELF > 10 AND SELF < 50"]表示大于10并且小于50
[NSPredicate predicateWithFormat:@"SELF > 10 or SELF < 5"]表示大于10或者小于5
[NSPredicate predicateWithFormat:@"NOT SELF > 10"]表示不大于10

字符串比较

BEGINSWITH 左边字符串是否以右边字符串开始
ENDSWITH 左边字符串是否以右边字符串结束
CONTAINS 左边字符串内容是否包含右边字符串
LIKE 左边字符串是否等于右边字符串
MATCHES 左边字符串是否符合右边的正则表达式

例如[NSPredicate predicateWithFormat:@"SELF BEGINSWITH 'world'"]表示worldxxx这种字符串，xxx表示0个或多个字符
[NSPredicate predicateWithFormat:@"SELF ENDSWITH 'world'"]表示xxxworld这种字符串
[NSPredicate predicateWithFormat:@"SELF CONTAINS 'world'"]表示xxxworldxxx这种字符串
[NSPredicate predicateWithFormat:@"SELF LIKE 'world'"]表示字符串world
[NSPredicate predicateWithFormat:@"SELF MATCHES '^1[3|4|5|7|8][0-9]{9}$'"]表示符合手机号正则表达式的字符串

可以在关键字后面加在[cd]，c表示忽略大小写，即CAFE与cafe为相同字符串；d表示忽略读音，即café与cafe为相同字符串。
例如[NSPredicate predicateWithFormat:@"SELF CONTAINS[cd] 'CAfé'"]与[NSPredicate predicateWithFormat:@"SELF CONTAINS 'cafe'"]功能相同

LIKE后面可以使用通配符?和*，但不能在%@占位符的值中使用
?表示指代一个字符 *表示指代0个或多个字符
例如[NSPredicate predicateWithFormat:@"SELF LIKE '?world*'"]表示aworldaaa这种字符串
[NSPredicate predicateWithFormat:@"SELF LIKE %@", @"?world*"]，这种是错误写法，只能识别字符串?world*，?*在此处不能当成通配符

集合操作

ANY、SOME 是否对象的元素至少有一个满足后面的表达式
ALL 是否对象的元素全都满足后面的表达式
NONE 是否对象的元素全都不满足后面的表达式
上面的三种，评估的对象(evaluateWithObject的参数)必须是NSArray或NSSet

例如[NSPredicate predicateWithFormat:@"ANY SELF CONTAINS[cd] 'cafe'"]
表示@[@"cafe1", @"c afe2", @"c afe3"]这种数组
[NSPredicate predicateWithFormat:@"ALL SELF CONTAINS[cd] 'cafe'"]
表示@[@"cafe1", @"cafe2", @"cafe3"]这种数组
[NSPredicate predicateWithFormat:@"NONE SELF CONTAINS[cd] 'cafe'"]
表示@[@"c afe1", @"c afe2", @"c afe3"]这种数组

IN 左边元素是否在右边元素集合出现，集合可以是NSArray、NSSet、NSDictionary，如果是NSDictionary，将取其所有value的值的数组。

例：
    //cafe是否在集合中
    predicate = [NSPredicate predicateWithFormat:@"SELF IN[cd] {'cafe', 'apple', 'tea'}"];
    eva = [predicate evaluateWithObject:@"cafe"];
    NSLog(@"%@", @(eva));
输出：1

当evaluateWithObject的参数为NSArray、NSSet、NSDictionary时，可使用以下写法表示单个元素。
SELF[index]，表示取对应索引的元素，index不要越界
SELF[FIRST]，表示第一个元素
SELF[LAST]，表示最后一个元素
SELF[SIZE]，表示元素的个数

    //数组的第0个元素是否在集合中
    predicate = [NSPredicate predicateWithFormat:@"SELF[0] IN[cd] {'cafe', 'apple', 'tea'}"];
    eva = [predicate evaluateWithObject:@[@"cafe", @"cafe1"]];
    NSLog(@"%@", @(eva));
输出：1

若为NSDictionary，可使用
SELF['key']或SELF.key或key(即不要前面的SELF)，表示对应key的元素

    //字典key为key1的值是否在集合中
    predicate = [NSPredicate predicateWithFormat:@"SELF.key1 IN[cd] {'cafe', 'apple', 'tea'}"];
    eva = [predicate evaluateWithObject:@{@"key1":@"apple"}];
    NSLog(@"%@", @(eva));
输出：1
字面量语义

FALSE、NO 逻辑假
TRUE、YES 逻辑真

    predicate = [NSPredicate predicateWithFormat:@"SELF = TRUE"];
    eva = [predicate evaluateWithObject:@(YES)];

NULL、NIL 表示null值

    predicate = [NSPredicate predicateWithFormat:@"SELF = NULL"];
    eva = [predicate evaluateWithObject:NULL];

SELF 表示评估的对象

"text" 表示一个字符串
'text' 表示一个字符串
经常使用单引号''，如@"SELF CONTAINS 'world'"
若要使用双引号""，需要使用转义符\，如@"SELF CONTAINS \"world\""

五、应用

PredicateModel的.h文件

@interface PredicateModel : NSObject

@property (nonatomic, strong) NSString *name;
@property (nonatomic, strong) NSString *adress;
@property (nonatomic, assign) NSInteger age;
@property (nonatomic, strong) PredicateModel *subModel;

@end

PredicateModel的.m文件

@implementation PredicateModel

- (NSString *)description {
    return [NSString stringWithFormat:@"name = %@ adress = %@ age = %ld subModel = (%@)",
           self.name, self.adress, self.age, self.subModel?:@"empty"];
}

@end

    NSArray *names = @[@"aa", @"bb", @"cc"];
    NSMutableArray *models = [NSMutableArray array];
    for (NSInteger i = 0; i < 6; i++) {
        PredicateModel *model = [[PredicateModel alloc] init];
        model.name = [NSString stringWithFormat:@"%@", names[i%3]];
        model.adress = [NSString stringWithFormat:@"adress%ld", i];
        model.age = 10+random()%5;
        if (i%2 == 1) {
            //1 3 5时将上个model添加成subModel
            model.subModel = [models lastObject];
        }
        [models addObject:model];
    }
    NSLog(@"models = %@", models);
    //查询age>12且name为aa或cc的model
    NSPredicate *modelPredicate = [NSPredicate predicateWithFormat:@"SELF.age > 12 AND (name = %@ OR name = %@)", names.firstObject, names.lastObject];
    NSArray *result = [models filteredArrayUsingPredicate:modelPredicate];
    NSLog(@"result = %@", result);
    //二级查询 查询subModel存在并且subModel的age>12的model
    modelPredicate = [NSPredicate predicateWithFormat:@"subModel != NULL AND subModel.age >12"];
    result = [models filteredArrayUsingPredicate:modelPredicate];
    NSLog(@"result = %@", result);
输出：
models = (
    "name = aa adress = adress0 age = 13 subModel = (empty)",
    "name = bb adress = adress1 age = 11 subModel = (name = aa adress = adress0 age = 13 subModel = (empty))",
    "name = cc adress = adress2 age = 12 subModel = (empty)",
    "name = aa adress = adress3 age = 10 subModel = (name = cc adress = adress2 age = 12 subModel = (empty))",
    "name = bb adress = adress4 age = 13 subModel = (empty)",
    "name = cc adress = adress5 age = 10 subModel = (name = bb adress = adress4 age = 13 subModel = (empty))"
)
result = (
    "name = aa adress = adress0 age = 13 subModel = (empty)"
)
result = (
    "name = bb adress = adress1 age = 11 subModel = (name = aa adress = adress0 age = 13 subModel = (empty))",
    "name = cc adress = adress5 age = 10 subModel = (name = bb adress = adress4 age = 13 subModel = (empty))"
)
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