iOS runtime实战应用：成员变量和属性

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成员变量
1、定义：
Ivar: 实例变量类型，是一个指向objc_ivar结构体的指针

typedef struct objc_ivar *Ivar;

2、操作函数：

// 获取所有成员变量
class_copyIvarList
// 获取成员变量名
ivar_getName
// 获取成员变量类型编码
ivar_getTypeEncoding
// 获取指定名称的成员变量
class_getInstanceVariable
// 获取某个对象成员变量的值
object_getIvar
// 设置某个对象成员变量的值
object_setIvar

3、使用实例：
Model的头文件声明如下：

    @interface Model : NSObject {
        NSString * _str1;
    }
    @property NSString * str2;
    @property (nonatomic, copy) NSDictionary * dict1;
    @end

获取其成员变量：

 unsigned int outCount = 0;
    Ivar * ivars = class_copyIvarList([Model class], &outCount);
    for (unsigned int i = 0; i < outCount; i ++) {
        Ivar ivar = ivars[i];
        const char * name = ivar_getName(ivar);
        const char * type = ivar_getTypeEncoding(ivar);
        NSLog(@"类型为 %s 的 %s ",type, name);
    }
    free(ivars);

打印结果：

runtimeIvar[602:16885] 类型为 @"NSString" 的 _str1 
runtimeIvar[602:16885] 类型为 @"NSString" 的 _str2 
runtimeIvar[602:16885] 类型为 @"NSDictionary" 的 _dict1

属性
1、定义：
objc_property_t：声明的属性的类型，是一个指向objc_property结构体的指针

typedef struct objc_property *objc_property_t;

2、操作函数：

// 获取所有属性
class_copyPropertyList

说明：使用class_copyPropertyList并不会获取无@property声明的成员变量

// 获取属性名
property_getName
// 获取属性特性描述字符串
property_getAttributes
// 获取所有属性特性
property_copyAttributeList

说明：
property_getAttributes函数返回objc_property_attribute_t结构体列表，objc_property_attribute_t结构体包含name和value，常用的属性如下：
属性类型 name值：T value：变化
编码类型 name值：C(copy) &(strong) W(weak) 空(assign) 等 value：无
非/原子性 name值：空(atomic) N(Nonatomic) value：无
变量名称 name值：V value：变化

使用property_getAttributes获得的描述是property_copyAttributeList能获取到的所有的name和value的总体描述，如 T@"NSDictionary",C,N,V_dict1

3、使用实例：

    unsigned int outCount = 0;
    objc_property_t * properties = class_copyPropertyList([Model class], &outCount);
    for (unsigned int i = 0; i < outCount; i ++) {
        objc_property_t property = properties[i];
        //属性名
        const char * name = property_getName(property);
        //属性描述
        const char * propertyAttr = property_getAttributes(property);
        NSLog(@"属性描述为 %s 的 %s ", propertyAttr, name);
        
        //属性的特性
        unsigned int attrCount = 0;
        objc_property_attribute_t * attrs = property_copyAttributeList(property, &attrCount);
        for (unsigned int j = 0; j < attrCount; j ++) {
            objc_property_attribute_t attr = attrs[j];
            const char * name = attr.name;
            const char * value = attr.value;
            NSLog(@"属性的描述：%s 值：%s", name, value);
        }
        free(attrs);
        NSLog(@"\n");
    }
    free(properties);

打印结果：

runtimeIvar[661:27041] 属性描述为 T@"NSString",&,V_str2 的 str2 
runtimeIvar[661:27041] 属性的描述：T 值：@"NSString"
runtimeIvar[661:27041] 属性的描述：& 值：
runtimeIvar[661:27041] 属性的描述：V 值：_str2
runtimeIvar[661:27041] 
runtimeIvar[661:27041] 属性描述为 T@"NSDictionary",C,N,V_dict1 的 dict1 
runtimeIvar[661:27041] 属性的描述：T 值：@"NSDictionary"
runtimeIvar[661:27041] 属性的描述：C 值：
runtimeIvar[661:27041] 属性的描述：N 值：
runtimeIvar[661:27041] 属性的描述：V 值：_dict1
runtimeIvar[661:27041]

应用实例
1、Json到Model的转化
在开发中相信最常用的就是接口数据需要转化成Model了（当然如果你是直接从Dict取值的话。。。），很多开发者也都使用著名的第三方库如JsonModel、Mantle或MJExtension等，如果只用而不知其所以然，那真和“搬砖”没啥区别了，下面我们使用runtime去解析json来给Model赋值。

原理描述：用runtime提供的函数遍历Model自身所有属性，如果属性在json中有对应的值，则将其赋值。
核心方法：在NSObject的分类中添加方法：

- (instancetype)initWithDict:(NSDictionary *)dict {
    if (self = [self init]) {
        //(1)获取类的属性及属性对应的类型
        NSMutableArray * keys = [NSMutableArray array];
        NSMutableArray * attributes = [NSMutableArray array];
        /*
         * 例子
         * name = value3 attribute = T@"NSString",C,N,V_value3
         * name = value4 attribute = T^i,N,V_value4
         */
        unsigned int outCount;
        objc_property_t * properties = class_copyPropertyList([self class], &outCount);
        for (int i = 0; i < outCount; i ++) {
            objc_property_t property = properties[i];
            //通过property_getName函数获得属性的名字
            NSString * propertyName = [NSString stringWithCString:property_getName(property) encoding:NSUTF8StringEncoding];
            [keys addObject:propertyName];
            //通过property_getAttributes函数可以获得属性的名字和@encode编码
            NSString * propertyAttribute = [NSString stringWithCString:property_getAttributes(property) encoding:NSUTF8StringEncoding];
            [attributes addObject:propertyAttribute];
        }
        //立即释放properties指向的内存
        free(properties);
        
        //(2)根据类型给属性赋值
        for (NSString * key in keys) {
            if ([dict valueForKey:key] == nil) continue;
            [self setValue:[dict valueForKey:key] forKey:key];
        }
    }
    return self;
}

读者可以进一步思考：
1、如何识别基本数据类型的属性并处理
2、空（nil，null）值的处理
3、json中嵌套json（Dict或Array）的处理
尝试解决以上问题，你也能写出属于自己的功能完备的Json转Model库。
2、快速归档
有时候我们要对一些信息进行归档，如用户信息类UserInfo，这将需要重写initWithCoder和encodeWithCoder方法，并对每个属性进行encode和decode操作。那么问题来了：当属性只有几个的时候可以轻松写完，如果有几十个属性呢？那不得写到天荒地老？。。。

原理描述：用runtime提供的函数遍历Model自身所有属性，并对属性进行encode和decode操作。
核心方法：在Model的基类中重写方法：

- (id)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder {
    if (self = [super init]) {
        unsigned int outCount;
        Ivar * ivars = class_copyIvarList([self class], &outCount);
        for (int i = 0; i < outCount; i ++) {
            Ivar ivar = ivars[i];
            NSString * key = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
            [self setValue:[aDecoder decodeObjectForKey:key] forKey:key];
        }
    }
    return self;
}
- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder {
    unsigned int outCount;
    Ivar * ivars = class_copyIvarList([self class], &outCount);
    for (int i = 0; i < outCount; i ++) {
        Ivar ivar = ivars[i];
        NSString * key = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
        [aCoder encodeObject:[self valueForKey:key] forKey:key];
    }
}

3、访问私有变量
我们知道，OC中没有真正意义上的私有变量和方法，要让成员变量私有，要放在m文件中声明，不对外暴露。如果我们知道这个成员变量的名称，可以通过runtime获取成员变量，再通过getIvar来获取它的值。
方法：

    Ivar ivar = class_getInstanceVariable([Model class], "_str1");
    NSString * str1 = object_getIvar(model, ivar);