runtime屬性與成員變量

前言

在runtime中，objc_property_t代表屬性，Ivar代表成員變量。本篇講解這兩大類型的具體實(shí)現(xiàn)、區(qū)別及各自常用的操作。

objc_property_t屬性

objc_property_t代表屬性，而它又是一個(gè)結(jié)構(gòu)體指針：

/// An opaque type that represents an Objective-C declared property.
typedef struct objc_property *objc_property_t;

objc_property是內(nèi)置的類型，與之關(guān)聯(lián)的還有一個(gè)objc_property_attribute_t，它是屬性的attribute，也就是其實(shí)是對屬性的詳細(xì)描述，包括屬性名稱、屬性編碼類型、原子類型/非原子類型等。它的定義如下：

/// Defines a property attribute
typedef struct {
    const char *name;           /**< The name of the attribute */
    const char *value;          /**< The value of the attribute (usually empty) */
} objc_property_attribute_t;

其中，value通常是空的，但是對于類型是有值的。

定義測試類

我們先定義一個(gè)用于測試的類，用于研究屬性及成員變量：

@interface PropertyLearn : NSObject {
  float _privateName;
  float _privateAttribute;
}

@property (nonatomic, copy) NSString *title;
@property (nonatomic, strong) NSArray *names;
@property (nonatomic, assign) int count;
@property (nonatomic, weak) id delegate;
@property (atomic, strong) NSNumber *atomicProperty;

+ (void)test;

@end

objc_property_t與objc_property_attribute_t

我們先定義獲取屬性的方法：

- (void)getAllProperties {
  unsigned int outCount = 0;
  objc_property_t *properties = class_copyPropertyList(self.class, &outCount);
  
  for (unsigned int i = 0; i < outCount; ++i) {
    objc_property_t property = properties[i];
     const char *propertyName = property_getName(property);
    
   const char *propertyAttributes = property_getAttributes(property);
    NSLog(@"%s  %s", propertyName, propertyAttributes);
    
    unsigned int count = 0;
    objc_property_attribute_t *attrbutes = property_copyAttributeList(property, &count);
    for (unsigned int j = 0; j < count; ++j) {
      objc_property_attribute_t attribute = attrbutes[j];
      
      const char *name = attribute.name;
      const char *value = attribute.value;
        NSLog(@"name: %s   value: %s", name, value);
    }
    
    free(attrbutes);
  }
  
  free(properties);
}
  1. 通過class_copyPropertyList函數(shù)來獲取屬性列表，其中屬性列表是使用@property聲明的列表，對于直接使用聲明為成員變量的，都不會出現(xiàn)在屬性列表中，這也是正常的。
  2. 我們通過runtime提供的property_getName函數(shù)來獲取屬性名稱。
  3. 若有獲取屬性的詳細(xì)描述，可通過runtime提供的property_getAttributes函數(shù)來獲取。
  4. 若有獲取屬性中的objc_property_attribute_t列表，可以通過property_copyAttributeList函數(shù)來獲取。
  5. 若有獲取單獨(dú)的objc_property_attribute_t的name或者value，直接使用點(diǎn)語法即可，它是一個(gè)結(jié)構(gòu)體。

對于上面的方法，其打印結(jié)果為：

title  T@"NSString",C,N,V_title
name: T   value: @"NSString"
name: C   value: 
name: N   value: 
name: V   value: _title
names  T@"NSArray",&,N,V_names
name: T   value: @"NSArray"
name: &   value: 
name: N   value: 
name: V   value: _names
count  Ti,N,V_count
name: T   value: i
name: N   value: 
name: V   value: _count
delegate  T@,W,N,V_delegate
name: T   value: @
name: W   value: 
name: N   value: 
name: V   value: _delegate
atomicProperty  T@"NSNumber",&,V_atomicProperty
name: T   value: @"NSNumber"
name: &   value: 
name: V   value: _atomicProperty

從打印結(jié)果可以分析出來:

  • 通過property_getName獲取得的是屬性的名稱，比如上面的title。
  • 通過property_getAttributes函數(shù)獲取到的是屬性具體的描述，如T@"NSString",C,N,V_title其中T是固定的.
  • 通過objc_property_attribute_t結(jié)構(gòu)體可以直接獲取name和value

下面詳細(xì)地說明property_getAttributes獲取到的屬性的語義：

  • 第一：T總是第一個(gè)，它代表類型。 對于類類型，它都是T@"類型"，其中@表示對象類型；對于id類型，它就是@；而對于基本數(shù)據(jù)類型，它都是T加上編碼類型（@encode(type)），比如int類型就是Ti。
  • 第二：表示屬性編碼類型，比如是C表示copy，&表示strong，W表示weak等。待會再詳細(xì)地說明。若是基本類型，它默認(rèn)是assign，因此此時(shí)它是空的。
  • 第三：指定是nonatomic還是atomic，若是nonatomic，則用N表示，若是atomic，則值為空。比如上面的count屬性的詳細(xì)描述為：Ti,N,V_count，它表示int類型、nonatomic、成員變量名為_count；而上面的atomicProperty屬性的詳細(xì)描述為:T@"NSNumber",&,V_atomicProperty，它表示類型為NSNumber且為對象類型、strong、atomic、成員變量名為_atomicProperty。
  • 第四：在詳細(xì)描述中，屬性名稱是V開頭，后面跟著成員變量名稱。

下面再詳細(xì)地說明通過property_copyAttributeList所獲取到的name和value：

title屬性的詳細(xì)描述T@"NSString",C,N,V_title通過解析得到：

// T的值@表示對象，"NSString"表示類型字符串
name: T   value: @"NSString"
// C表示copy，值為空
name: C   value: 
// N表示nonatomic，值為空
name: N   value: 
// V表示成員變量名
name: V   value: _title

names屬性的詳細(xì)描述T@"NSArray",&,N,V_names通過解析得到：

// T的值中@表示對象類型，類型名稱為"NSArray"
name: T   value: @"NSArray"
// &表示strong類型，在MRC下表示retain，值為空
name: &   value: 
// N表示nonatomic，值為空
name: N   value: 
// V表示成員變量名，值為_names
name: V   value: _names

count屬性的詳細(xì)描述Ti,N,V_count通過解析得到：

// T的值表示基本類型，i表示int
name: T   value: i
// N表示nonatomic，值為空
name: N   value: 
// V表示成員變量名，值為_count
name: V   value: _count

// 由于類型為基本類型，指定的是assign，它是默認(rèn)的，因此所解析中并沒有這個(gè)name，它會省略掉

delegate屬性的詳細(xì)描述T@,W,N,V_delegate通過解析得到：

// 我們所聲明的delegate屬性是id類型，因此也是類類型
// T的值@表示對象，但是它是id類型，沒有具體的類類型名稱，因此為空
name: T   value: @
// W表示weak
name: W   value: 
// N表示nonatomic
name: N   value:
// V表示成員變量名，值為_delegate 
name: V   value: _delegate

atomicProperty屬性的詳細(xì)描述T@"NSNumber",&,V_atomicProperty通過解析得到：

// 聲明為：
// @property (atomic, strong) NSNumber *atomicProperty;

// T的值@表示對象類型，類型為`NSNumber`
name: T   value: @"NSNumber"
// &表示strong類型，在MRC下表示retain
name: &   value: 
// V表示成員變量名，值為_atomicProperty
name: V   value: _atomicProperty

// 由于它是atomic原子操作，因此沒有N這個(gè)name

通過上面的獲取所有的屬性，并不能獲取到所有的成員變量，只能獲取到聲明為屬性而自動創(chuàng)建對應(yīng)的成員變量，這樣是不能滿足需求的，因此下面我們來學(xué)習(xí)一上成員變量。

Ivar

成員變量通過Ivar表示，它是objc_ivar結(jié)構(gòu)體指針：

/// An opaque type that represents an instance variable.
typedef struct objc_ivar *Ivar;

而objc_ivar結(jié)構(gòu)的定義為：

struct objc_ivar {
    // 成員變量名
    char *ivar_name                 OBJC2_UNAVAILABLE;  
    // 成員變量encode類型
    char *ivar_type                 OBJC2_UNAVAILABLE;  
    // 基地址偏移字節(jié)
    int ivar_offset                 OBJC2_UNAVAILABLE;  
#ifdef __LP64__
    int space                       OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
}

我們來寫一個(gè)獲取所有成員變量的方法：

- (void)getAllMemberVariables {
  unsigned int outCount = 0;
  Ivar *ivars = class_copyIvarList(self.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(@"name: %s encodeType: %s", name, type);
  }
  
  free(ivars);
}

其打印結(jié)果為：

name: _privateName encodeType: f
name: _privateAttribute encodeType: f
name: _count encodeType: i
name: _title encodeType: @"NSString"
name: _names encodeType: @"NSArray"
name: _delegate encodeType: @
name: _atomicProperty encodeType: @"NSNumber"

從打印結(jié)果可以看出來了，不管是屬性定義還是直接聲明為成員變量，都可以獲取到變量名稱。通過獲取到所有的成員變量名稱，那么我們就可以生成getter、setter方法，做我們想做的事情了。

參考

關(guān)于encode，蘋果提供了所有的類型，請閱讀官方文檔：Type Encoding

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