Object-C语法

面向对象

我们平时编写的Objective-C代码，底层实现其实都是C\C++代码
所以Objective-C的面向对象都是基于C\C++的数据结构实现的

Objective-C的对象、类主要是基于C\C++的什么数据结构实现的？
结构体

将Objective-C代码转换为C\C++代码

xcrun  -sdk  iphoneos  clang  -arch  arm64  -rewrite-objc  OC源文件  -o  输出的CPP文件
如果需要链接其他框架，使用-framework参数。比如-framework UIKit

一个OC对象在内存中是如何布局的


// 指针 isa
typedef struct objc_class *Class;// NSObject Implementation
struct NSObject_IMPL {Class isa; // 8个字节
};

指针在64位系统中占8个字节、 32位系统中占4个字节

OC对象的本质

下面类占几个字节内存

@interface Student : NSObject
{@publicint _no;int _age;
}
@end@implementation Student@endint main(int argc, const char * argv[]) {@autoreleasepool {Student *stu = [[Student alloc] init];stu->_no = 4;stu->_age = 5;NSLog(@"%zd", class_getInstanceSize([Student class]));NSLog(@"%zd", malloc_size((__bridge const void *)stu));struct Student_IMPL *stuImpl = (__bridge struct Student_IMPL *)stu;NSLog(@"no is %d, age is %d", stuImpl->_no, stuImpl->_age);}return 0;
}

如果继承的话：子类的结构中会有一个父类的结构

父类
struct OC_IMPL {Class isa;
};
子类
struct OC_11_IMPL:OC_IMPL {OC_IMPL oc_impl;int _no;int _age;
};

Tips：

内存对齐：结构体的最终大小必须是最大成员大小的倍数

属性和方法

属性会自动生成对应的成员变量和set get 方法

方法是存储在类对象中的（只有一分就够了，不需要创建那么多），所以不会影响对象的内存占用

FACE

一个NSObject对象占用多少内存

系统分配了16个字节给NSObject对象（通过malloc_size函数获得）（如果小于16则等于16）
但NSObject对象内部只使用了8个字节的空间（64bit环境下，可以通过class_getInstanceSize函数获得）

NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];// 获得NSObject实例对象的成员变量所占用的大小 >> 8
// #import <objc/runtime.h>
NSLog(@"%zd", class_getInstanceSize([NSObject class]));// 获得obj指针所指向内存的大小 >> 16
// #import <malloc/malloc.h>
NSLog(@"%zd", malloc_size((__bridge const void *)obj));

结构体内存对齐；用来计算结构体的大小
操作系统在分配内存的时候也有一个分配对齐（最小分配大小: 有很多分好的块 16 32 64等都是16的倍数，靠近哪一个分给你哪一个）

三个获取大小的方法

sizeof : 获取这个类型的大小，他不是方法
class_getInstanceSize() 获取类实际占用的空间大小
malloc_size() 获取某个实例实际分配的内存大小

LLDB

打印对象或者值

print、p：打印
po：打印对象

读取内存

memory read/数量格式字节数内存地址
简称： x
x/数量格式字节数内存地址

格式

x是16进制，f是浮点，d是10进制

字节大小

b：byte 1字节，h：half word 2字节
w：word 4字节，g：giant word 8字节

修改内存中的值

memory write 内存地址数值

memory write 0x0000010 10

OC对象的分类

Objective-C中的对象，简称OC对象，主要可以分为3种

instance对象（实例对象）

instance对象就是通过类alloc出来的对象，每次调用alloc都会产生新的instance对象

instance对象在内存中存储的信息包括

isa指针
其他成员变量

class对象（类对象）

每个类在内存中有且只有一个class对象
获取类对象的三种方法

 Class objectClass1 = [object1 class];#import <objc/runtime.h>Class objectClass3 = object_getClass(object1);Class objectClass5 = [NSObject class];

类对象在内存中存储的信息包括

isa指针
superclass指针
类的属性信息（@property）、类的对象方法信息（instance method）
类的协议信息（protocol）、类的成员变量信息（ivar）

meta-class对象（元类对象）

每个类在内存中有且只有一个meta-class对象
获取

 // 将类对象当做参数传入，获得元类对象#import <objc/runtime.h>Class objectMetaClass = object_getClass(objectClass5);

meta-class对象和class对象的内存结构是一样的，但是用途不一样，在内存中存储的信息主要包括

三个函数

 1.Class objc_getClass(const char *aClassName)1> 传入字符串类名2> 返回对应的类对象2.Class object_getClass(id obj)1> 传入的obj可能是instance对象、class对象、meta-class对象2> 返回值a) 如果是instance对象，返回class对象b) 如果是class对象，返回meta-class对象c) 如果是meta-class对象，返回NSObject（基类）的meta-class对象3.- (Class)class、+ (Class)class1> 返回的就是类对象- (Class) {return self->isa;}+ (Class) {return self;}

元类对象在内存中存储的信息包括

isa指针
superclass指针
类方法

判断对象是不是元类对象

 class_isMetaClass(objectMetaClass)

isa

instance的isa指向class
当调用对象方法时，通过instance的isa找到class，最后找到对象方法的实现进行调用

class的isa指向meta-class
当调用类方法时，通过class的isa找到meta-class，最后找到类方法的实现进行调用

superclass

类对象的superclass

继承中调用父类的方法就需要先获取到自己的类对象然后在获取到类对象的父对象然后发消息
exp:
当Student的instance对象要调用Person的对象方法时，会先通过isa找到Student的class，然后通过superclass找到Person的class，最后找到对象方法的实现进行调用

元类对象的superclass

当Student的class要调用Person的类方法时，会先通过isa找到Student的meta-class，然后通过superclass找到Person的meta-class，最后找到类方法的实现进行调用

总结

instance的isa指向class

class的isa指向meta-class

meta-class的isa指向基类的meta-class

class的superclass指向父类的class
如果没有父类，superclass指针为nil

meta-class的superclass指向父类的meta-class
基类的meta-class的superclass指向基类的class

instance调用对象方法的轨迹
isa找到class，方法不存在，就通过superclass找父类

class调用类方法的轨迹
isa找meta-class，方法不存在，就通过superclass找父类

face

对象的isa指针指向哪里?

instance对象的isa指向class对象
class对象的isa指向meta-class对象
meta-class对象的isa指向基类的meta-class对象

OC的类信息存放在哪里？

对象方法、属性、成员变量、协议信息，存放在class对象中
类方法，存放在meta-class对象中
成员变量的具体值，存放在instance对象

class的结构

按理说实例对象的isa 里存储着类对象的地址，类对象的isa中存储着元类对象的地址
实际情况是：
从64bit开始，isa需要进行一次位运算，才能计算出真实地址

https://opensource.apple.com/tarballs/objc4/

class、meta-class对象的本质结构都是struct objc_class

KVO

使用

KVO的全称是Key-Value Observing，俗称“键值监听”，可以用于监听某个对象属性值的改变

 // 给person1对象添加KVO监听NSKeyValueObservingOptions options = NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld;[self.person addObserver:self forKeyPath:@"age" options:options context:@"123"];[self.person addObserver:self forKeyPath:@"height" options:options context:@"456"];// 当监听对象的属性值发生改变时，就会调用
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context
{NSLog(@"监听到%@的%@属性值改变了 - %@ - %@", object, keyPath, change, context);
}
// 在控制器销毁之前需要移除监听
- (void)dealloc {[self.person removeObserver:self forKeyPath:@"age"];[self.person removeObserver:self forKeyPath:@"height"];
}

本质

如果你的实例对象添加KVO后， isa 指向的是另一个类对象（可以 po 打印当前实例的isa）

NSKVONotifying_XXPerson是使用Runtime动态创建的一个类，是XXPerson的子类

在改变属性值的时候会先找到NSKVONotifying_XXPerson的set方法；

伪代码实现

@implementation NSKVONotifying_XXPerson- (void)setAge:(int)age
{_NSSetIntValueAndNotify();
}// 伪代码
void _NSSetIntValueAndNotify()
{[self willChangeValueForKey:@"age"];// 调用了父类的set方法（原来XXPerson里面）[super setAge:age];[self didChangeValueForKey:@"age"];
}- (void)didChangeValueForKey:(NSString *)key
{// 通知监听器，某某属性值发生了改变[oberser observeValueForKeyPath:key ofObject:self change:nil context:nil];
}@end

lldb 打印方法的实现

p (IMP)方法地址

face

iOS用什么方式实现对一个对象的KVO？(KVO的本质是什么？)

利用RuntimeAPI动态生成一个子类，并且让instance对象的isa指向这个全新的子类
当修改instance对象的属性时，会调用Foundation的_NSSetXXXValueAndNotify函数

过程

willChangeValueForKey:
父类原来的setter
didChangeValueForKey:
内部会触发监听器（Oberser）的监听方法( observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:）

如何手动触发KVO？

手动调用willChangeValueForKey:和didChangeValueForKey:

直接修改成员变量会触发KVO么？

不会触发KVO

KVC

KVC的全称是Key-Value Coding，俗称“键值编码”，可以通过一个key来访问某个属性

常见的API有

- (void)setValue:(id)value forKeyPath:(NSString *)keyPath;
- (void)setValue:(id)value forKey:(NSString *)key;
- (id)valueForKeyPath:(NSString *)keyPath;
- (id)valueForKey:(NSString *)key;

setValue:(id)value forKey

accessInstanceVariablesDirectly方法的默认返回值是YES

valueForKey:的原理

face

通过KVC修改属性会触发KVO么？

会触发KVO

KVC的赋值和取值过程是怎样的？原理是什么？

关联对象

如何实现给分类“添加成员变量”？
默认情况下，因为分类底层结构的限制，不能添加成员变量到分类中。但可以通过关联对象来间接实现

关联对象提供了以下API

添加关联对象
void objc_setAssociatedObject(id object, const void * key,id value, objc_AssociationPolicy policy)获得关联对象
id objc_getAssociatedObject(id object, const void * key)移除所有的关联对象
void objc_removeAssociatedObjects(id object)

key的常见用法

static void *MyKey = &MyKey;
objc_setAssociatedObject(obj, MyKey, value, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC)
objc_getAssociatedObject(obj, MyKey)static char MyKey;
objc_setAssociatedObject(obj, &MyKey, value, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC)
objc_getAssociatedObject(obj, &MyKey)使用属性名作为key
objc_setAssociatedObject(obj, @"property", value, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
objc_getAssociatedObject(obj, @"property");使用get方法的@selecor作为key
objc_setAssociatedObject(obj, @selector(getter), value, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC)
objc_getAssociatedObject(obj, @selector(getter))

objc_AssociationPolicy

关联对象的原理

实现关联对象技术的核心对象有

AssociationsManager
AssociationsHashMap
ObjectAssociationMap
ObjcAssociation

原理

runtime 在底层实现了一个全局的字典来保存

Category能否添加成员变量？如果可以，如何给Category添加成员变量？

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

block

block本质上也是一个OC对象，它内部也有个isa指针
block是封装了函数调用以及函数调用环境的OC对象

变量

自动变量也是只存在于局部变量默认就是auto：意思就是离开作用于自动销毁；block捕获的时候是值传递

static变量 block捕获的时候是地址传递

全局变量 block 不会进行捕获，需要的时候直接使用就好

类型

block有3种类型，可以通过调用class方法或者isa指针查看具体类型，最终都是继承自NSBlock类型
NSGlobalBlock （ _NSConcreteGlobalBlock ）
NSStackBlock （ _NSConcreteStackBlock ）
NSMallocBlock （ _NSConcreteMallocBlock ）

每一种类型的block调用copy后的结果如下所示

block的copy

在ARC环境下，编译器会根据情况自动将栈上的block复制到堆上，比如以下情况

block作为函数返回值时
将block赋值给__strong指针时
block作为Cocoa API中方法名含有usingBlock的方法参数时
block作为GCD API的方法参数时

MRC下block属性的建议写法
@property (copy, nonatomic) void (^block)(void);ARC下block属性的建议写法
@property (strong, nonatomic) void (^block)(void);
@property (copy, nonatomic) void (^block)(void);

对象类型的auto变量

当block内部访问了对象类型的auto变量时

如果block是在栈上，将不会对auto变量产生强引用

如果block被拷贝到堆上
会调用block内部的copy函数
copy函数内部会调用_Block_object_assign函数
_Block_object_assign函数会根据auto变量的修饰符（__strong、__weak、__unsafe_unretained）做出相应的操作，形成强引用（retain）或者弱引用

如果block从堆上移除
会调用block内部的dispose函数
dispose函数内部会调用_Block_object_dispose函数
_Block_object_dispose函数会自动释放引用的auto变量（release）

__Block

__block可以用于解决block内部无法修改auto变量值的问题
__block不能修饰全局变量、静态变量（static）
编译器会将__block变量包装成一个对象

face

block的原理是怎样的？本质是什么？

封装了函数调用以及调用环境的OC对象

__block的作用是什么？有什么使用注意点？

block的属性修饰词为什么是copy？使用block有哪些使用注意？

block一旦没有进行copy操作，就不会在堆上
使用注意：循环引用问题

block在修改NSMutableArray，需不需要添加__block？

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Object-C语法

面向对象

将Objective-C代码转换为C\C++代码

一个OC对象在内存中是如何布局的

OC对象的本质

属性和方法

FACE

一个NSObject对象占用多少内存

三个获取大小的方法

LLDB

打印对象或者值

读取内存

格式

字节大小

修改内存中的值

OC对象的分类

instance对象（实例对象）

instance对象在内存中存储的信息包括

class对象（类对象）

类对象在内存中存储的信息包括

meta-class对象（元类对象）

三个函数

元类对象在内存中存储的信息包括

判断对象是不是元类对象

isa

superclass

类对象的superclass

元类对象的superclass

总结

face

class的结构

KVO

使用

本质

face

iOS用什么方式实现对一个对象的KVO？(KVO的本质是什么？)

如何手动触发KVO？

直接修改成员变量会触发KVO么？

KVC

常见的API有

setValue:(id)value forKey

valueForKey:的原理

face

通过KVC修改属性会触发KVO么？

KVC的赋值和取值过程是怎样的？原理是什么？

Category

Category的底层结构

Category的加载处理过程

+load方法

调用顺序

+initialize方法

调用顺序

Cateogry-memmove、memcpy区别

face

Category的实现原理

Category和Class Extension的区别是什么？

Category中有load方法吗？load方法是什么时候调用的？load 方法能继承吗？

load、initialize方法的区别什么？

load、initialize的调用顺序？

关联对象

关联对象提供了以下API

key的常见用法

objc_AssociationPolicy

关联对象的原理

实现关联对象技术的核心对象有

原理

Category能否添加成员变量？如果可以，如何给Category添加成员变量？

block

变量

类型

block的copy

对象类型的auto变量

__Block

face

block的原理是怎样的？本质是什么？

__block的作用是什么？有什么使用注意点？

block的属性修饰词为什么是copy？使用block有哪些使用注意？

block在修改NSMutableArray，需不需要添加__block？

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