Runtime 的常见用法

常见方法

<code>unsigned int count;</code>
<li>获取属性列表</li>

objc_property_t *propertyList = class_copyPropertyList([self class], &count);
 for (unsigned int i=0; i<count; i++) {
     const char *propertyName = property_getName(propertyList[i]);
     NSLog(@"property---->%@", [NSString stringWithUTF8String:propertyName]);
 }

<li>获取方法列表</li>

 Method *methodList = class_copyMethodList([self class], &count);
 for (unsigned int i; i<count; i++) {
     Method method = methodList[i];
     NSLog(@"method---->%@", NSStringFromSelector(method_getName(method)));
 }

<li>获取成员变量列表</li>

Ivar *ivarList = class_copyIvarList([self class], &count);
  for (unsigned int i; i<count; i++) {
      Ivar myIvar = ivarList[i];
      const char *ivarName = ivar_getName(myIvar);
      NSLog(@"Ivar---->%@", [NSString stringWithUTF8String:ivarName]);
  }

<li>获取协议列表</li>

__unsafe_unretained Protocol **protocolList = class_copyProtocolList([self class], &count);
  for (unsigned int i; i<count; i++) {
      Protocol *myProtocal = protocolList[i];
      const char *protocolName = protocol_getName(myProtocal);
      NSLog(@"protocol---->%@", [NSString stringWithUTF8String:protocolName]);
  }

现在有一个Person类,和person创建的xiaoming对象,有test1和test2两个方法
<li>获得类方法</li>

Class PersonClass = object_getClass([Person class]);
SEL oriSEL = @selector(test1);
Method oriMethod = class_getInstanceMethod(xiaomingClass, oriSEL);

<li>获得实例方法</li>

Class PersonClass = object_getClass([xiaoming class]);
SEL oriSEL = @selector(test2);
Method cusMethod = class_getInstanceMethod(xiaomingClass, oriSEL);

<li>添加方法</li>

BOOL addSucc = class_addMethod(xiaomingClass, oriSEL, method_getImplementation(cusMethod), method_getTypeEncoding(cusMethod));

<li>替换原方法实现</li>

class_replaceMethod(toolClass, cusSEL, method_getImplementation(oriMethod), method_getTypeEncoding(oriMethod));

<li>交换两个方法</li>

method_exchangeImplementations(oriMethod, cusMethod);

常见用法

发送消息

<li>方法调用的本质,就是让对象发送消息。</li>
<li>objc_msgSend,只有对象才能发送消息,因此以objc开头.</li>
<li>使用消息机制前提,必须导入#import <objc/message.h></li>
<li>消息机制简单使用</li>

     // 创建person对象
    Person *p = [[Person alloc] init];

    // 调用对象方法
    [p eat];

    // 本质:让对象发送消息
    objc_msgSend(p, @selector(eat));

    // 调用类方法的方式:两种
    // 第一种通过类名调用
    [Person eat];
    // 第二种通过类对象调用
    [[Person class] eat];

    // 用类名调用类方法,底层会自动把类名转换成类对象调用
    // 本质:让类对象发送消息
    objc_msgSend([Person class], @selector(eat));

<li>消息机制原理:对象根据方法编号SEL去映射表查找对应的方法实现</li>

消息机制原理.png
交换方法

<li>开发使用场景:系统自带的方法功能不够,给系统自带的方法扩展一些功能,并且保持原有的功能。</li>
<li> 方式一:继承系统的类,重写方法.</li>
<li>方式二:使用runtime,交换方法.</li>

@implementation ViewController


- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
    // 需求:给imageNamed方法提供功能,每次加载图片就判断下图片是否加载成功。
    // 步骤一:先搞个分类,定义一个能加载图片并且能打印的方法+ (instancetype)imageWithName:(NSString *)name;
    // 步骤二:交换imageNamed和imageWithName的实现,就能调用imageWithName,间接调用imageWithName的实现。
    UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"123"];

}

@end


@implementation UIImage (Image)
// 加载分类到内存的时候调用
+ (void)load
{
    // 交换方法

    // 获取imageWithName方法地址
    Method imageWithName = class_getClassMethod(self, @selector(imageWithName:));

    // 获取imageWithName方法地址
    Method imageName = class_getClassMethod(self, @selector(imageNamed:));

    // 交换方法地址,相当于交换实现方式
    method_exchangeImplementations(imageWithName, imageName);


}

// 不能在分类中重写系统方法imageNamed,因为会把系统的功能给覆盖掉,而且分类中不能调用super.

// 既能加载图片又能打印
+ (instancetype)imageWithName:(NSString *)name
{

    // 这里调用imageWithName,相当于调用imageName
    UIImage *image = [self imageWithName:name];

    if (image == nil) {
        NSLog(@"加载空的图片");
    }

    return image;
}
@end

<li>交换原理:</li>

交换之前:


交换之前.png

交换之后:

交换之后.png
动态添加方法

<li> 开发使用场景:如果一个类方法非常多,加载类到内存的时候也比较耗费资源,需要给每个方法生成映射表,可以使用动态给某个类,添加方法解决。</li>
<li>经典面试题:有没有使用performSelector,其实主要想问你有没有动态添加过方法。</li>
<li>简单使用</li>

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.

    Person *p = [[Person alloc] init];

    // 默认person,没有实现eat方法,可以通过performSelector调用,但是会报错。
    // 动态添加方法就不会报错
    [p performSelector:@selector(eat)];

}


@end


@implementation Person
// void(*)()
// 默认方法都有两个隐式参数,
void eat(id self,SEL sel)
{
    NSLog(@"%@ %@",self,NSStringFromSelector(sel));
}

// 当一个对象调用未实现的方法,会调用这个方法处理,并且会把对应的方法列表传过来.
// 刚好可以用来判断,未实现的方法是不是我们想要动态添加的方法
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel
{

    if (sel == @selector(eat)) {
        // 动态添加eat方法

        // 第一个参数:给哪个类添加方法
        // 第二个参数:添加方法的方法编号
        // 第三个参数:添加方法的函数实现(函数地址)
        // 第四个参数:函数的类型,(返回值+参数类型) v:void @:对象->self :表示SEL->_cmd
        class_addMethod(self, @selector(eat), eat, "v@:");

    }

    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}
@end
给分类添加属性

<li>原理:给一个类声明属性,其实本质就是给这个类添加关联,并不是直接把这个值的内存空间添加到类存空间。</li>

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.

    // 给系统NSObject类动态添加属性name

    NSObject *objc = [[NSObject alloc] init];
    objc.name = @"小码哥";
    NSLog(@"%@",objc.name);

}


@end


// 定义关联的key
static const char *key = "name";

@implementation NSObject (Property)

- (NSString *)name
{
    // 根据关联的key,获取关联的值。
    return objc_getAssociatedObject(self, key);
}

- (void)setName:(NSString *)name
{
    // 第一个参数:给哪个对象添加关联
    // 第二个参数:关联的key,通过这个key获取
    // 第三个参数:关联的value
    // 第四个参数:关联的策略
    objc_setAssociatedObject(self, key, name, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}

@end
字典转模型

<li>设计模型:字典转模型的第一步</li>

模型属性,通常需要跟字典中的key一一对应
问题:一个一个的生成模型属性,很慢?
需求:能不能自动根据一个字典,生成对应的属性。
解决:提供一个分类,专门根据字典生成对应的属性字符串。

 @implementation NSObject (Log)


// 自动打印属性字符串
+ (void)resolveDict:(NSDictionary *)dict{

    // 拼接属性字符串代码
    NSMutableString *strM = [NSMutableString string];

    // 1.遍历字典,把字典中的所有key取出来,生成对应的属性代码
    [dict enumerateKeysAndObjectsUsingBlock:^(id  _Nonnull key, id  _Nonnull obj, BOOL * _Nonnull stop) {

        // 类型经常变,抽出来
         NSString *type;

        if ([obj isKindOfClass:NSClassFromString(@"__NSCFString")]) {
            type = @"NSString";
        }else if ([obj isKindOfClass:NSClassFromString(@"__NSCFArray")]){
            type = @"NSArray";
        }else if ([obj isKindOfClass:NSClassFromString(@"__NSCFNumber")]){
            type = @"int";
        }else if ([obj isKindOfClass:NSClassFromString(@"__NSCFDictionary")]){
            type = @"NSDictionary";
        }


        // 属性字符串
        NSString *str;
        if ([type containsString:@"NS"]) {
            str = [NSString stringWithFormat:@"@property (nonatomic, strong) %@ *%@;",type,key];
        }else{
            str = [NSString stringWithFormat:@"@property (nonatomic, assign) %@ %@;",type,key];
        }

        // 每生成属性字符串,就自动换行。
        [strM appendFormat:@"\n%@\n",str];

    }];

    // 把拼接好的字符串打印出来,就好了。
    NSLog(@"%@",strM);

}


@end

<li>字典转模型的方式一:KVC</li>

@implementation Status


+ (instancetype)statusWithDict:(NSDictionary *)dict
{
    Status *status = [[self alloc] init];

    [status setValuesForKeysWithDictionary:dict];

    return status;

}

@end

<li>KVC字典转模型弊端:必须保证,模型中的属性和字典中的key一一对应。</li>

如果不一致,就会调用[<Status 0x7fa74b545d60> setValue:forUndefinedKey:]
报key找不到的错。
分析:模型中的属性和字典的key不一一对应,系统就会调用setValue:forUndefinedKey:报错。
解决:重写对象的setValue:forUndefinedKey:,把系统的方法覆盖,
就能继续使用KVC,字典转模型了。
- (void)setValue:(id)value forUndefinedKey:(NSString *)key
{

}

<li>字典转模型的方式二:Runtime</li>

思路:利用运行时,遍历模型中所有属性,根据模型的属性名,去字典中查找key,取出对应的值,给模型的属性赋值。
步骤:提供一个NSObject分类,专门字典转模型,以后所有模型都可以通过这个分类转。
@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.

    // 解析Plist文件
    NSString *filePath = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"status.plist" ofType:nil];

    NSDictionary *statusDict = [NSDictionary dictionaryWithContentsOfFile:filePath];

    // 获取字典数组
    NSArray *dictArr = statusDict[@"statuses"];

    // 自动生成模型的属性字符串
//    [NSObject resolveDict:dictArr[0][@"user"]];


    _statuses = [NSMutableArray array];

    // 遍历字典数组
    for (NSDictionary *dict in dictArr) {

        Status *status = [Status modelWithDict:dict];

        [_statuses addObject:status];

    }

    // 测试数据
    NSLog(@"%@ %@",_statuses,[_statuses[0] user]);


}

@end

@implementation NSObject (Model)

+ (instancetype)modelWithDict:(NSDictionary *)dict
{
    // 思路:遍历模型中所有属性-》使用运行时

    // 0.创建对应的对象
    id objc = [[self alloc] init];

    // 1.利用runtime给对象中的成员属性赋值

    // class_copyIvarList:获取类中的所有成员属性
    // Ivar:成员属性的意思
    // 第一个参数:表示获取哪个类中的成员属性
    // 第二个参数:表示这个类有多少成员属性,传入一个Int变量地址,会自动给这个变量赋值
    // 返回值Ivar *:指的是一个ivar数组,会把所有成员属性放在一个数组中,通过返回的数组就能全部获取到。
    /* 类似下面这种写法

     Ivar ivar;
     Ivar ivar1;
     Ivar ivar2;
     // 定义一个ivar的数组a
     Ivar a[] = {ivar,ivar1,ivar2};

     // 用一个Ivar *指针指向数组第一个元素
     Ivar *ivarList = a;

     // 根据指针访问数组第一个元素
     ivarList[0];

     */
    unsigned int count;

    // 获取类中的所有成员属性
    Ivar *ivarList = class_copyIvarList(self, &count);

    for (int i = 0; i < count; i++) {
        // 根据角标,从数组取出对应的成员属性
        Ivar ivar = ivarList[i];

        // 获取成员属性名
        NSString *name = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];

        // 处理成员属性名->字典中的key
        // 从第一个角标开始截取
        NSString *key = [name substringFromIndex:1];

        // 根据成员属性名去字典中查找对应的value
        id value = dict[key];

        // 二级转换:如果字典中还有字典,也需要把对应的字典转换成模型
        // 判断下value是否是字典
        if ([value isKindOfClass:[NSDictionary class]]) {
            // 字典转模型
            // 获取模型的类对象,调用modelWithDict
            // 模型的类名已知,就是成员属性的类型

            // 获取成员属性类型
           NSString *type = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getTypeEncoding(ivar)];
          // 生成的是这种@"@\"User\"" 类型 -》 @"User"  在OC字符串中 \" -> ",\是转义的意思,不占用字符
            // 裁剪类型字符串
            NSRange range = [type rangeOfString:@"\""];

           type = [type substringFromIndex:range.location + range.length];

            range = [type rangeOfString:@"\""];

            // 裁剪到哪个角标,不包括当前角标
          type = [type substringToIndex:range.location];


            // 根据字符串类名生成类对象
            Class modelClass = NSClassFromString(type);


            if (modelClass) { // 有对应的模型才需要转

                // 把字典转模型
                value  =  [modelClass modelWithDict:value];
            }


        }

        // 三级转换:NSArray中也是字典,把数组中的字典转换成模型.
        // 判断值是否是数组
        if ([value isKindOfClass:[NSArray class]]) {
            // 判断对应类有没有实现字典数组转模型数组的协议
            if ([self respondsToSelector:@selector(arrayContainModelClass)]) {

                // 转换成id类型,就能调用任何对象的方法
                id idSelf = self;

                // 获取数组中字典对应的模型
                NSString *type =  [idSelf arrayContainModelClass][key];

                // 生成模型
               Class classModel = NSClassFromString(type);
                NSMutableArray *arrM = [NSMutableArray array];
                // 遍历字典数组,生成模型数组
                for (NSDictionary *dict in value) {
                    // 字典转模型
                  id model =  [classModel modelWithDict:dict];
                    [arrM addObject:model];
                }

                // 把模型数组赋值给value
                value = arrM;

            }
        }


        if (value) { // 有值,才需要给模型的属性赋值
            // 利用KVC给模型中的属性赋值
            [objc setValue:value forKey:key];
        }

    }

    return objc;
}

@end
实现多继承Multiple Inheritance

知道了forwardingTargetForSelector:方法就能知道,一个类可以做到继承多个类的效果,只需要在这一步将消息转发给正确的类对象就可以模拟多继承的效果。

官方文档上记录了这样一段例子。

在OC程序中可以借用消息转发机制来实现多继承的功能。 在上图中,一个对象对一个消息做出回应,类似于另一个对象中的方法借过来或是“继承”过来一样。 在图中,warrior实例转发了一个negotiate消息到Diplomat实例中,执行Diplomat中的negotiate方法,结果看起来像是warrior实例执行了一个和Diplomat实例一样的negotiate方法,其实执行者还是Diplomat实例。

这使得不同继承体系分支下的两个类可以“继承”对方的方法,这样一个类可以响应自己继承分支里面的方法,同时也能响应其他不相干类发过来的消息。在上图中Warrior和Diplomat没有继承关系,但是Warrior将negotiate消息转发给了Diplomat后,就好似Diplomat是Warrior的超类一样。

消息转发提供了许多类似于多继承的特性,但是他们之间有一个很大的不同:

多继承:合并了不同的行为特征在一个单独的对象中,会得到一个重量级多层面的对象。

消息转发:将各个功能分散到不同的对象中,得到的一些轻量级的对象,这些对象通过消息通过消息转发联合起来。

这里值得说明的一点是,即使我们利用转发消息来实现了“假”继承,但是NSObject类还是会将两者区分开。像respondsToSelector:和 isKindOfClass:这类方法只会考虑继承体系,不会考虑转发链。比如上图中一个Warrior对象如果被问到是否能响应negotiate消息:

if ( [aWarrior respondsToSelector:@selector(negotiate)] )

结果是NO,虽然它能够响应negotiate消息而不报错,但是它是靠转发消息给Diplomat类来响应消息的。

如果非要制造假象,反应出这种“假”的继承关系,那么需要重新实现 respondsToSelector:和 isKindOfClass:来加入你的转发算法:

  • (BOOL)respondsToSelector:(SEL)aSelector
    {
    if ( [super respondsToSelector:aSelector] )
    return YES;
    else {
    /* Here, test whether the aSelector message can *
    * be forwarded to another object and whether that *
    * object can respond to it. Return YES if it can. */
    }
    return NO;
    }

更多的详细用法参考:http://www.jianshu.com/p/db6dc23834e3

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