Objective-C 的那些新特性nullability,Generics,__kindof

nullability annotations

在Swift中可以使用!和?来表示一个对象是optional的还是non-optional,如button?和button!。而在Objective-C中则没有这一区分,button即可表示这个对象是optional,也可表示是non-optioanl。这样就会造成一个问题:在Swift与Objective-C混编时,Swift编译器并不知道一个Objective-C对象到底是optional还是non-optional,因此这种情况下编译器会隐式地将Objective-C的对象当成是non-optional。所以在Xcode 6.3之后引入nullability annotations一方面为了让iOS程序员平滑地从Objective-C过渡到Swift,另一方面也促使开发者在编写Objective-C代码时更加规范,减少开发人员之间的沟通成本。

__nullable && ___nonnull

__nullable指代对象可以为NULL或者为NIL
__nonnull指代对象不能为null
当我们不遵循这一规则时,编译器就会给出警告⚠️。

事实上,在任何可以使用const关键字的地方都可以使用__nullable和__nonnull,不过这两个关键字仅限于使用在指针类型上。而在方法的声明中,我们还可以使用不带下划线的nullable和nonnull,如下所示:

- (nullable id)itemWithName:(NSString * nonnull)name;

@property (nonatomic, copy, nonnull) NSArray * items;

@property (nonatomic, copy) NSArray * __nonnull items;

Nonnull区域设置(Audited Regions)

如果需要每个属性或每个方法都去指定nonnullnullable,是一件非常繁琐的事。苹果用NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN,NS_ASSUME_NONNULL_END这两个宏来统一给属性和方法参数和返回值加上nonnull修饰,NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN 和 NS_ASSUME_NONNULL_END之间,定义的所有对象属性和方法默认都是nonnull,我们只需要去指定那些nullable的指针就可以了,大大节省开发时间。

begin_end.png

null_resettable作用: get:不能返回为空, set可以为空

// 书写方式:
@property (nonatomic, strong, null_resettable) NSString *name;
// 注意;如果使用null_resettable,必须 重写get方法或者set方法,处理传递的值为空的情况

如果没有处理,编译器会给出警告⚠️:

image.png

null_unspecified:不确定是否为空,使用方式有三种

//书写方式只有这种
//方式一
@property (nonatomic, copy) NSString *_Null_unspecified _Null_name;
//方式二
@property (nonatomic, copy) NSString *__null_unspecified __null_Name;
//方式三
@property(nonatomic, copy, null_unspecified) NSNumber * null_name;

Lightweight Generics 轻量级泛型

Lightweight Generics 轻量级泛型,轻量是因为这是个纯编译器的语法支持(llvm 7.0),和 Nullability 一样,没有借助任何 objc runtime 的升级,也就是说,这个新语法在 Xcode 7 上可以使用且完全向下兼容(更低的 iOS 版本)

带泛型的容器

这无疑是本次最重大的改进,有了泛型后终于可以指定容器类中对象的类型了:

NSArray<NSString *> *strings = @[@"sun", @"yuan"];
NSDictionary<NSString *, NSNumber *> *mapping = @{@"a": @1, @"b": @2};

返回值的 id 被替换成具体的类型后,令人感动的代码提示也出来了:


image

假如向泛型容器中加入错误的对象,编译器会给出警告⚠️的:


image

系统中常用的一系列容器类型都增加了泛型支持,甚至连 NSEnumerator 也支持了。对比下面两种写法:

@property (readonly) NSArray *imageURLs;
@property (readonly) NSArray<NSURL *> *imageURLs;

不用多想就清楚下面的数组中存的是什么,避免了 NSString 和 NSURL 的混乱。

自定义泛型类

比起使用系统的泛型容器,更好玩的是自定义一个泛型类,目前这里还没什么文档,但拦不住我们写测试代码,假设我们要自定义一个 Stack 容器类:

@interface Stack<ObjectType> : NSObject
- (void)pushObject:(ObjectType)object;
- (ObjectType)popObject;
@property (nonatomic, readonly) NSArray<ObjectType> *allObjects;
@end

这个 ObjectType 是传入类型的 placeholder,它只能在 @interface 上定义(类声明、类扩展、Category),如果你喜欢用 T 表示也 ok,这个类型在 @interface 和 @end 区间的作用域有效,可以把它作为入参、出参、甚至内部 NSArray 属性的泛型类型,应该说一切都是符合预期的。我们还可以给 ObjectType 增加类型限制,比如:

// 只接受 NSNumber * 的泛型
@interface Stack<ObjectType: NSNumber *> : NSObject
// 只接受满足 NSCopying 协议的泛型
@interface Stack<ObjectType: id<NSCopying>> : NSObject

若什么都不加,表示接受任意类型 ( id );当类型不满足时编译器将产生 error。
实例化一个 Stack,一切工作正常:

image

对于多参数的泛型,用逗号隔开,其他都一样,可以参考 NSDictionary 的头文件:

@interface NSDictionary<__covariant KeyType, __covariant ObjectType> : NSObject <NSCopying, NSMutableCopying, NSSecureCoding, NSFastEnumeration>

@property (readonly) NSUInteger count;
- (nullable ObjectType)objectForKey:(KeyType)aKey;
- (NSEnumerator<KeyType> *)keyEnumerator;
- (instancetype)init NS_DESIGNATED_INITIALIZER;
#if TARGET_OS_WIN32
- (instancetype)initWithObjects:(const ObjectType _Nonnull [_Nullable])objects forKeys:(const KeyType _Nonnull [_Nullable])keys count:(NSUInteger)cnt;
#else
- (instancetype)initWithObjects:(const ObjectType _Nonnull [_Nullable])objects forKeys:(const KeyType <NSCopying> _Nonnull [_Nullable])keys count:(NSUInteger)cnt NS_DESIGNATED_INITIALIZER;
#endif
- (nullable instancetype)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder NS_DESIGNATED_INITIALIZER;

@end

协变性和逆变性

在阅读苹果的API时会遇到一些奇怪的关键字:

covariant.png

协变和逆变都是术语,前者指能够使用比原始指定的派生类型的派生程度更大(更具体的)的类型,
后者指能够使用比原始指定的派生类型的派生程度更小(不太具体的)的类型。

通俗来讲,协变就是从小到大,逆变则是从大到小。

当类支持泛型后,它们的 Type 发生了变化,比如下面三个对象看上去都是 Stack,但实际上属于三个 Type:

Stack *stack; // Stack *
Stack<NSString *> *stringStack; // Stack<NSString *>
Stack<NSMutableString *> *mutableStringStack; // Stack<NSMutableString *>

当其中两种类型做类型转化时,编译器需要知道哪些转化是允许的,哪些是禁止的,比如,默认情况下:

image

我们可以看到,不指定泛型类型的 Stack 可以和任意泛型类型转化,但指定了泛型类型后,两个不同类型间是不可以强转的,假如你希望主动控制转化关系,就需要使用泛型的协变性和逆变性修饰符了:

__covariant - 协变性,子类型可以强转到父类型
__contravariant - 逆变性,父类型可以强转到子类型

协变:

@interface Stack<__covariant ObjectType> : NSObject

效果:

image

逆变:

@interface Stack<__contravariant ObjectType> : NSObject

效果:

image

协变是非常好理解的,像 NSArray 的泛型就用了协变的修饰符,而逆变我还没有想到有什么实际的使用场景。

__kindof

__kindof 这修饰符还是很实用的,解决了一个长期以来的小痛点,拿原来的 UITableView 的这个方法来说:

- (id)dequeueReusableCellWithIdentifier:(NSString *)identifier;

使用时前面基本会使用 UITableViewCell 子类型的指针来接收返回值,所以这个 API 为了让开发者不必每次都蛋疼的写显式强转,把返回值定义成了 id 类型,而这个 API 实际上的意思是返回一个 UITableViewCell 或 UITableViewCell 子类的实例,于是新的 __kindof 关键字解决了这个问题:

- (__kindof UITableViewCell *)dequeueReusableCellWithIdentifier:(NSString *)identifier;

既明确表明了返回值,又让使用者不必写强转。再举个带泛型的例子,UIView 的 subviews 属性被修改成了:

@property (nonatomic, readonly, copy) NSArray<__kindof UIView *> *subviews;

这样,写下面的代码时就没有任何警告了:

UIButton *button = view.subviews.lastObject;
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