Objective-C具有相当多的动态特性,基本的,也是经常被提到和用到的有动态类型(Dynamic typing),动态绑定(Dynamic binding)和动态加载(Dynamic loading)。
这些动态特性都是在Cocoa程序开发时非常常用的语言特性,而在这之后,OC在底层也提供了相当丰富的运行时的特性,比如枚举类属性方法、获取方法实现等等。虽然在平常的Cocoa开发中这些较底层的运行特性基本用不着,但是在某些情况下如果你知道这些特性并合理加以运用的话,往往能事半功倍~
一、Objective-C多态
1.概念:相同接口,不同的实现
来自不同类可以定义共享相同名称的方法。
动态类型能使程序直到执行时才确定对象所属类型
动态类型绑定能使程序直到执行时才确定要对对象调用的实际方法
2.Objective-C不同于传统程序设计语言,它可以再运行时加入新的数据类型和新的程序模块:动态类型识别,动态绑定,动态加载
3.id类型:通用指针类型,弱类型,编译时不进行类型检查
二、动态类型识别
1.任意NSObject的子类都会继承NSObject的isa实例变量,而且当NSObject的子类实例化对象时,isa实例变量永远是对象的第一个实例变量。
2.类对象
*类对象再程序运行时一直存在。
*类对象是一种数据结构,存储类的基本信息:类大小,类名称,类的版本以及消息与函数的映射表等
*类对象所保存的信息在程序编译时确定,在程序启动时加载到内存中。
*类对象代表类,class代表类对象,类方法属于类对象
*如果消息的接收者是类名,则类名代表类对象
*运行时,所有类的实例都由类对象生成,类对象会把实例的isa的值修改成自己的地址,每个实例的isa都指向该实例的类对象,
*从类对象里可以知道父类信息、可以响应的方法等
*类对象只能使用类方法,不能用实例方法
3.SEL类型
Objective-C在编译的时候,会根据方法的名字 (包括参数序列),生成一个用来区分这个方法的唯一的一个标示(ID),这个标示(ID)就是SEL类型的,在运行时候是通过方法的标示来查找方法的。只要方法的名字(包括参数序列)相同,那么它们的 ID都是相同的。可以通过@select()指示符获得方法的标示。SEL mydraw =@select(draw);
NSSelectorFromString(NSString*)
;根据方法名得到方法标识
(NSString*)NSStringFromSelector(SEL)
;得到SEL类型的方法名
4.动态类型识别常用方法
-(BOOL)isKindOfClass:classObj
是否是classObj类或其子类
-(BOOL)isMemberOfClass:classObj
是否是classObj的实例
-(BOOL)respondsTosSelector:selector
类中是否有这个方法
NSClassFromString(NSString*)
;由字符串得到类对象
NSStringFromClass([类名 Class])
;由类名得到字符串
Class rectClass= [Rectangle class];
通过类名得到类对象
Class aClass =[anObject class];
通过实例得到类对象
if([obj1 class]== [obj2 class])
判断是不是相同类的实例
- 可以将对象分为id类型和静态类型
– 如果不涉及到多态,尽量使用静态类型
– 静态类型可更好的在编译阶段而不是运行阶段指 出错误
– 静态类型能够提高程序的可读性
三、动态绑定
- 在objective-c中,一个对象内否调用指定的方法不是由编译器决定而是由运行时决定,这被称作是方法的动态绑定。
在objective-c里,对象不调用方法,而是接收消息,消息 表达式为: [reciver message];运行时系统首先确定接收者的类型(动态类型识别),然 后根据消息名在类的方法列表里选择相依的方法执行,所 以在源代码里消息也称为选择器(selector)
消息函数的作用:
– 首先通过第一个参数的receiver,找到它的isa 指针,然 后在isa 指向的Class 对象中使用第二个参数selector 查 找方法;
– 如果没有找到,就使用当前Class 对象中的新的isa 指针 到上一级的父类的Class 对象中查找;
– 当找到方法后,再依据receiver 的中的self 指针找到当前 的对象,调用当前对象的具体实现的方法(IMP),然后传 递参数,调用实现方法。
– 假如一直找到NSObject 的Class 对象,也没有找到你调 用的方法,就会报告不能识别发送消息的错误。
- Objetive-C中的Method结构
struct objc_method{
SEL method_name;//方法名
char *method_types; //方法地址
IMP method_imp; //方法地址(IMP)
};
typedefobjc_method Method;
- 什么是IMP
– IMP是”implementation”的缩写,它是objetive-C 方法 (method)实现代码块的地址,类似函数指针,通过它可以 直接访问任意一个方法。免去发送消息的代价。
- 获取方法的
IMP
– -(IMP)methodForSelector:(SEL)aSelector;
SEL print_sel =NSSelectorFromString(@“print:”)
;//获得SEL IMP imp=[person methodForSelector:print_sel];
//得到IMP imp(person,print_sel,@“*********”)
;//通过IMP直接调用方法 等效调用:[person print_sel:@“*********”];
– imp的第一参数是对象自己(self),第二参数是方法标示, 第三个是方法的参数
四、动态加载:运行时加载新类
1、为 class pair
分配存储空间 ,使用 objc_allocateClassPair
函数
2、增加需要的方法使用class_addMethod
函数,增加实 例变量用class_addIvar
3 、用objc_registerClassPair
函数注册这个类,以便它能被别人使用。
注意:使用这些函数请引#import <objc/runtime.h>
动态加载
动态加载主要包括两个方面,一个是动态资源加载,一个是一些可执行代码模块的加载,这些资源在运行时根据需要动态的选择性的加入到程序中,是一种代码和资源的‘懒加载’模式,可以降低内存需求,提高整个程序的性能,另外也大大提高了可扩展性。
例如:资源动态加载中的图片资源的屏幕适配,同一个图片对象可能需要准备几种不同分辨率的图片资源,程序会根据当前的机型动态选择加载对应分辨率的图片,像iphone4之前老机型使用的是@1x的原始图片,而retina显示屏出现之后每个像素点被分成了四个像素,因此同样尺寸的屏幕需要4倍分辨率(宽高各两倍)的@2x图片,最新的针对iphone6/6+以上的机型则需要@3x分辨率的图片。例如下面所示应用的AppIcon,需要根据机型以及机型分辨率动态的选择加载某张具体的图片资源:
我们所说的Objective-C是动态运行时语言是什么意思?
主要指的是OC语言的动态性,包括动态性
和多态性
两个方面。
动态性:即OC的动态类型
、动态绑定
和动态加载
特性,将对象类型的确定、方法调用的确定、代码和资源的装载等推迟到运行时进行,更加灵活;
多态:多态是面向对象变成语言的特性,OC作为一门面向对象的语言,自然具备这种多态性,多态性指的是来自不同类的对象可以接受同一消息的能力,或者说不同对象以自己的方式响应相同的消息的能力。
Swift的动态性?
动态性比较重要的一点就是能够拿到某个类所有的方法、属性,我们使用如下代码来打印方法和属性列表。
- 纯Swift类的函数调用已经不再是Objective-c的运行时发消息,而是类似C++的vtable,在编译时就确定了调用哪个函数,所以没法通过runtime获取方法、属性。
- TestSwiftVC继承自UIViewController,基类为NSObject,而Swift为了兼容Objective-C,凡是继承自NSObject的类都会保留其动态性,所以我们能通过runtime拿到他的方法。
Method Swizzling
动态性最常用的就是方法替换(Method Swizzling),将类的某个方法替换成自定义的方法,从而达到hook的作用。
- 对于纯Swift类(如TestASwiftClass)来说,无法通过objc runtime替换方法,因为由上面的测试可知拿不到这些方法、属性
- 对于继承自NSObject类(如TestSwiftVC)来说,无法通过runtime获取到的方法肯定没法替换了。那能通过runtime获取到的方法就都能被替换吗?
@objc
用来将Swift的API导出给Objective-C和Objective-C runtime使用的,如果你的类继承自Objective-c的类(如NSObject)将会自动被编译器插入@objc标识。
dynamic
加了@objc标识的方法、属性无法保证都会被运行时调用,
因为Swift会做静态优化。要想完全被动态调用,必须使用dynamic修饰。
使用dynamic修饰将会隐式的加上@objc标识
总结
- 纯Swift类没有动态性,但在方法、属性前添加dynamic修饰可以获得动态性。
- 继承自NSObject的Swift类,其继承自父类的方法具有动态性,其他自定义方法、属性需要加dynamic修饰才可以获得动态性。
- 若方法的参数、属性类型为Swift特有、无法映射到Objective-C的类型(如Character、Tuple),则此方法、属性无法添加dynamic修饰(会编译错误)
- Swift类在Objective-C中会有模块前缀