10. 在既有類中使用關(guān)聯(lián)對(duì)象存放自定義數(shù)據(jù)

注意關(guān)鍵詞“關(guān)聯(lián)對(duì)象”，就是把兩個(gè)對(duì)象關(guān)聯(lián)起來，例如把對(duì)象B關(guān)聯(lián)到對(duì)象A上面，這樣只要我們知道對(duì)象A，就能通過關(guān)聯(lián)方法拿到對(duì)象B，這是一個(gè)很有用的特性，可以幫助我們攜帶一些數(shù)據(jù)，以及一些信息。如果通俗一點(diǎn)理解的話可以把對(duì)象A理解成一個(gè)字典，對(duì)象B是存放在對(duì)象A中的一個(gè)對(duì)象，通過對(duì)應(yīng)的key值就能拿到對(duì)應(yīng)的對(duì)象B。
下面是關(guān)聯(lián)對(duì)象對(duì)應(yīng)的三個(gè)方法（只有三個(gè)方法）：
1.通過給定的鍵值和關(guān)聯(lián)策略對(duì)某對(duì)象設(shè)置關(guān)聯(lián)對(duì)象

void objc_setAssociatedObject(id object, const void *key, id value, objc_AssociationPolicy policy)

第一個(gè)參數(shù)，被關(guān)聯(lián)對(duì)象，對(duì)應(yīng)上面的對(duì)象A。
第二個(gè)參數(shù)，鍵值，通過參數(shù)形式我們知道，這是一個(gè)指針，一般我們?cè)诙x這個(gè)指針的時(shí)候使用靜態(tài)全局變量，因?yàn)檫@是一個(gè)“不透明指針”(自行查找什么是“不透明指針”)。
第三個(gè)參數(shù)，關(guān)聯(lián)的對(duì)象，對(duì)應(yīng)上面的對(duì)象B。
第四個(gè)參數(shù)，關(guān)聯(lián)策略，是一個(gè)枚舉值，對(duì)應(yīng)定義屬性時(shí)候添加的屬性特性，用于維護(hù)內(nèi)存管理，下表列出對(duì)應(yīng)關(guān)系：

2.通過給定的鍵值取出相應(yīng)的關(guān)聯(lián)對(duì)象

id objc_getAssociatedObject(id object, const void *key)

第一個(gè)參數(shù)，被關(guān)聯(lián)的對(duì)象，對(duì)應(yīng)對(duì)象A。
第二個(gè)參數(shù)，鍵值。
返回值，關(guān)聯(lián)對(duì)象，對(duì)應(yīng)對(duì)象B。
3.移除被關(guān)聯(lián)對(duì)象的所有關(guān)聯(lián)對(duì)象

void objc_removeAssociatedObjects(id object)

參數(shù)，被關(guān)聯(lián)對(duì)象，對(duì)應(yīng)對(duì)象B。
上面就是關(guān)聯(lián)對(duì)象的所有方法，但是在用的時(shí)候需要注意，關(guān)聯(lián)對(duì)象應(yīng)該被我們列在最后的選擇方案，因?yàn)殛P(guān)聯(lián)對(duì)象之間的關(guān)系沒有正式的定義，其內(nèi)存管理是在設(shè)置關(guān)聯(lián)的時(shí)候才定義的，而不是在接口中預(yù)先設(shè)定好的，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些不易查找的錯(cuò)誤。
PS：偶爾在代碼中寫點(diǎn)這樣的代碼，會(huì)增加代碼的“氣質(zhì)”，你懂的。

11. 理解objc_msgSend作用

這一小節(jié)的內(nèi)容和我們寫代碼沒有什么關(guān)系，但是我們可以了解一下OC中方法的調(diào)用過程，對(duì)我們的程序調(diào)試很是很有用的。
首先說一下C語言的函數(shù)調(diào)用方式，用以和OC做比較，C語言使用“靜態(tài)綁定”，也就是說，在編譯期就能決定運(yùn)行時(shí)應(yīng)該調(diào)用的函數(shù)，而大家都知道，OC是一門動(dòng)態(tài)語言，與之差別的就是OC中有時(shí)候是使用“動(dòng)態(tài)綁定”，就是在運(yùn)行期調(diào)用對(duì)應(yīng)的函數(shù)，甚至可以在程序運(yùn)行時(shí)改變。
寫一個(gè)簡(jiǎn)單的方法調(diào)用的例子，解釋一下方法的構(gòu)成：

id returnValue = [someObject messageName:parameter];

在這句調(diào)用語句中，someObject就是類或類的實(shí)例，messageName就是方法名，parameter就是參數(shù)，編譯器會(huì)把這條語句編譯成一條標(biāo)準(zhǔn)的C語句，編譯后的語句如下：

id returnValue = objc_msgSend(someObject, @selector(messageName), parameter)

objc_msgSend是一個(gè)可變參數(shù)的函數(shù)，對(duì)應(yīng)OC中方法參數(shù)的增加，參數(shù)也會(huì)增加，相信大家都知道這個(gè)方法中參數(shù)的意思。
objc_msgSend函數(shù)會(huì)根據(jù)參數(shù)，找到對(duì)應(yīng)類的對(duì)應(yīng)“方法列表”，然后找到對(duì)應(yīng)實(shí)現(xiàn)代碼，若找不到會(huì)沿著繼承關(guān)系向上查找，如果還沒找到，觸發(fā)“消息轉(zhuǎn)發(fā)”機(jī)制（后面會(huì)介紹這個(gè)機(jī)制）。
這樣下來調(diào)用一個(gè)方法大家可能感覺步驟太多，其實(shí)不會(huì)，objc_msgSend會(huì)將匹配結(jié)果放到一張“快速映射表”里，每個(gè)類都有一個(gè)這樣的表，加快調(diào)用速度。另外還有一些特殊情況，OC運(yùn)行環(huán)境中還有另外一些相關(guān)的處理函數(shù)，例如objc_msgSend_stret、objc_msgSend_fpret、objc_msgSendSuper就不在一一介紹。
另外提一個(gè)點(diǎn)，OC對(duì)象的每一個(gè)方法當(dāng)編譯成C語言的時(shí)候可以看成是下面這種的形式的

<returnType> Class_selector(id self, SEL _cmd, ...)

其中的方法名是隨意起的，大家發(fā)現(xiàn)這個(gè)函數(shù)和objc_msgSend的形式很想，這是為了利用“尾調(diào)用優(yōu)化”，是調(diào)用函數(shù)更簡(jiǎn)單、高效。

12. 理解消息轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制

這小節(jié)介紹一下上面提到的消息轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，大家都知道，觸發(fā)了消息轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，是因?yàn)槲覀儧]有找到對(duì)應(yīng)的方法，下面看消息轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制怎么處理這個(gè)問題。
介紹一下消息轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，大致分為三個(gè)階段：
1.第一階段，動(dòng)態(tài)方法解析
對(duì)象在無法解讀方法的時(shí)候，首先會(huì)調(diào)用所屬類下面這個(gè)方法

+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel

sel就是方法名，返回值為Boolean類型，表示這個(gè)類是否能新增實(shí)例方法處理這個(gè)方法（如果是類方法會(huì)調(diào)用+ (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel方法），我們需要自定義一些處理方法，用于動(dòng)態(tài)添加到類中，用以解決問題（可以看后面的例子），如果這一步不能解決問題，轉(zhuǎn)到第二階段。
2.第二階段，備援接收者
來到這一步，我們就要改變解決問題的思路，既然這個(gè)類不能處理這個(gè)方法，我們可不可以找別的類處理，這時(shí)候?qū)?yīng)的處理方法：

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector

aSelector是方法名，如果當(dāng)前類能夠找到一個(gè)類幫忙處理這個(gè)方法，就返回這個(gè)類，若找不到就放回nil（通過這個(gè)方法我們可以實(shí)現(xiàn)類似“多繼承”）。
3.第三階段，完整的消息轉(zhuǎn)發(fā)
如果已經(jīng)來到了這一步，我們就要做一個(gè)完整的消息轉(zhuǎn)發(fā)。首先創(chuàng)建一個(gè)NSInvocation對(duì)象，把未處理方法的所有信息封裝在里面，此對(duì)象包含方法名、目標(biāo)、參數(shù)，這一步要調(diào)用下面的方法：

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation

這一步處理的方法很簡(jiǎn)單，就是在新的類上調(diào)用方法，如果這樣做的話就和第二階段沒有什么差別了。通常在這一步的時(shí)候會(huì)做一些改進(jìn)，會(huì)選擇某種方式改變消息內(nèi)容，例如追加參數(shù)，改變方法名等。
對(duì)于消息的處理，越早越好。
下面粘貼一個(gè)利用動(dòng)態(tài)解析方法實(shí)現(xiàn)@dynamic屬性的例子：
這個(gè)例子實(shí)現(xiàn)一個(gè)類，類似字典的功能，只不過寫入和讀取信息的時(shí)候用屬性，而不是像字典一樣用關(guān)鍵字。
.h文件中：

#import <Foundation/Foundation.h>
@interface EOCAutoDictionary : NSObject
@property (nonatomic, strong) NSString *string;
@property (nonatomic, strong) NSNumber *number;
@property (nonatomic, strong) NSData *date;
@property (nonatomic, strong) id opaqueObject;
@end

.m文件中：

#import "EOCAutoDictionary.h"
#import <objc/runtime.h> // 主要頭文件的引用
@interface EOCAutoDictionary ()
@property (nonatomic, strong) NSMutableDictionary *backingStore;
@end
@implementation EOCAutoDictionary
@dynamic string, number, date, opaqueObject;
- (id)init{
    if ((self = [super init])) {
        _backingStore = [NSMutableDictionary new];
    }
    return self;
}
+(BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel{
    NSString *selectorString = NSStringFromSelector(sel);
    // 通過是否以“set”開頭判斷方法名
    if ([selectorString hasPrefix:@"set"]) {
        /**
         * 向類中添加一個(gè)方法
         * 參數(shù)一 指定類名.
         * 參數(shù)二 新添加的方法的方法名.
         * 參數(shù)三 函數(shù)指針，指向待添加方法.
         * 參數(shù)四 待添加方法的類型編碼.
         */
        class_addMethod(self, sel, (IMP)autoDictionarySetter, "v@:@");
    } else {
        class_addMethod(self, sel, (IMP)autoDictionaryGetter, "@@:");
    }
    return YES;
}

id autoDictionaryGetter(id self, SEL _cmd){
    // 拿到存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的字典
    EOCAutoDictionary *typedSelf = (EOCAutoDictionary *)self;
    NSMutableDictionary *backingStore = typedSelf.backingStore;
    // 拿到方法名
    NSString *key = NSStringFromSelector(_cmd);
    // 返回對(duì)應(yīng)的值
    return [backingStore objectForKey:key];
}
void autoDictionarySetter(id self, SEL _cmd, id value){
    // 拿到存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的字典
    EOCAutoDictionary *typedSelf = (EOCAutoDictionary *)self;
    NSMutableDictionary *backingStore = typedSelf.backingStore;
    // 拿到方法名并對(duì)其進(jìn)行處理
    NSString *selectorString = NSStringFromSelector(_cmd);
    NSMutableString *key = [selectorString mutableCopy];
    // 移除方法名中的“:”
    [key deleteCharactersInRange:NSMakeRange(key.length-1, 1)];
    // 移除方法名中的“set”
    [key deleteCharactersInRange:NSMakeRange(0, 3)];
    // 將方法名第一個(gè)字符轉(zhuǎn)為小寫
    NSString *lowercaseFirstChar = [[key substringToIndex:1] lowercaseString];
    [key replaceCharactersInRange:NSMakeRange(0, 1) withString:lowercaseFirstChar];
    // 如果有值，寫入字典中
    if (value) {
        [backingStore setObject:value forKey:key];
    } else {
        [backingStore removeObjectForKey:key];
    }   
}
@end

EOCAutoDictionary的用法也很簡(jiǎn)單，只要直接通過對(duì)應(yīng)的屬性名，就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。

13. 用“方法調(diào)配技術(shù)”調(diào)試“黑盒方法”

方法調(diào)配技術(shù)，簡(jiǎn)言之就是，將方法名和方法實(shí)現(xiàn)分割開來，任意組合。這樣一來我們可以任意改變一個(gè)方法的實(shí)現(xiàn)，另外還可以通過這種辦法給原有方法添加功能，對(duì)不知道內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的方法添加提示語句（黑盒調(diào)試）等等。
之所以能這么做，主要是因?yàn)榉椒ň灾羔樀男问絹肀硎?，這種指針叫IMP，我們?cè)谡{(diào)用方法的時(shí)候，只要將指針指向改變，就能實(shí)現(xiàn)我們想要的效果，運(yùn)用起來也很簡(jiǎn)單，通過下面的例子大家就會(huì)運(yùn)用(注意運(yùn)行時(shí)頭文件的引用)：

Method originalMethod = class_getInstanceMethod([NSString class], @selector(lowercaseString));
Method swappedMethod = class_getInstanceMethod([NSString class], @selector(uppercaseString))
method_exchangeImplementations(originalMethod, swappedMethod);

通過上面的例子，我們就把NSString的lowercaseString方法和uppercaseString方法調(diào)換了，是不是很簡(jiǎn)單。
其實(shí)這樣做并沒有什么意義，因?yàn)榫唧w的方法實(shí)現(xiàn)已經(jīng)都存在了，我們沒必要改變一個(gè)方法實(shí)現(xiàn)，但是我們通過這種方法給已知的方法添加功能，例如下面的例子：
.h文件：

@interface NSString (EOCMyAdditions)
- (NSString *)eoc_myLowercaseString; // 在分類中給NSString添加功能
@end

.m文件：

@implementation NSString (EOCMyAdditions)
- (NSString *)eoc_myLowercaseString{
    NSString *lowercase = [self eoc_myLowercaseString];
    NSLog(@"%@ => %@", self, lowercase);
    return lowercase;
}
@end

然后我們使用方法調(diào)配技術(shù)，將上面的方法和lowercaseString方法進(jìn)行調(diào)換：

Method originalMethod = class_getInstanceMethod([NSString class], @selector(lowercaseString));
Method swappedMethod = class_getInstanceMethod([NSString class], @selector(eoc_myLowercaseString));
method_exchangeImplementations(originalMethod, swappedMethod);

這樣執(zhí)行完后，當(dāng)我們?cè)僬{(diào)用lowercaseString方法的時(shí)候會(huì)有下面的結(jié)果：

NSString *string = @"This is tHe StRing";
NSString *lowercaseString = [string lowercaseString];
// Output:This is tHe StRing => this is the string

通過這個(gè)方法我們發(fā)現(xiàn)，我們可以為那些不知道內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的黑盒方法添加日志記錄功能。
一般來說，我們很少用“方法調(diào)配”，只有在調(diào)試程序的時(shí)候才需要在運(yùn)行期修改方法實(shí)現(xiàn)。

14. 理解“類對(duì)象”的用意

首先我們要知道，OC的實(shí)例對(duì)象是指向某塊內(nèi)存數(shù)據(jù)的指針，所以在聲明變量時(shí)，要用*號(hào)。同時(shí)我們知道OC中有一種通用對(duì)象類型“id”（id本身已是一個(gè)指針），所以我們?cè)谟谩癷d”聲明變量的時(shí)候可能和平常有點(diǎn)不同：

NSString *aString = @"some string";
id aString = @"some string";

上面兩種定義方式相比，語法意義相同，區(qū)別在于，指定具體類型后，當(dāng)實(shí)例調(diào)用方法的時(shí)候，編輯器會(huì)給我們提示。
下面看一下“id”類型的定義：

typedef struct objc_object *id;

id其實(shí)是objc_object類型的結(jié)構(gòu)體，而objc_object定義如下：

struct objc_object {
    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
};

結(jié)構(gòu)體中是一個(gè)Class類型的變量，該變量定義對(duì)象所屬的類。下面我們看一下Class類型是個(gè)什么東西：

typedef struct objc_class *Class;
struct objc_class {
    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
#if !__OBJC2__
    Class super_class                                        OBJC2_UNAVAILABLE;
    const char *name                                         OBJC2_UNAVAILABLE;
    long version                                             OBJC2_UNAVAILABLE;
    long info                                                OBJC2_UNAVAILABLE;
    long instance_size                                       OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_ivar_list *ivars                             OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_method_list **methodLists                    OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_cache *cache                                 OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_protocol_list *protocols                     OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
} OBJC2_UNAVAILABLE;

我們看到，這個(gè)結(jié)構(gòu)體存放類的各種信息（元數(shù)據(jù)）,例如類有多少個(gè)實(shí)力變量，類名等等信息。
通過上面的關(guān)系，我們知道在objc的runtime中，類是用objc_class結(jié)構(gòu)體表示的，對(duì)象是用objc_object結(jié)構(gòu)體表示的， 對(duì)象的isa用來標(biāo)示這個(gè)對(duì)象是哪個(gè)類的實(shí)例。
這些源碼是屬于objc runtime的，objc runtime的源代碼蘋果已經(jīng)開源了，你可以在這里下載到objc的runtime源代碼。
其實(shí)到這里大家可能會(huì)有一個(gè)疑問，為什么objc_class結(jié)構(gòu)體里面也有一個(gè)isa，那么這個(gè)isa指向誰呢？我們往下看，[NSObject class]，這里我們調(diào)用了+ (Class)class這個(gè)類方法，我們?cè)匍_發(fā)中經(jīng)常用到這個(gè)方法，它返回的是這個(gè)類所屬的Class類型。+ (Class)class類方法的實(shí)現(xiàn)源碼是這樣的：

+ (Class)class { 
    return self; 
} 

為什么會(huì)返回self，self總是指的自身，而在這里沒有實(shí)例?。∵@時(shí)候看開發(fā)文檔我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，實(shí)際上函數(shù)的返回值是一個(gè)類對(duì)象class object，所以其本質(zhì)上還是一個(gè)對(duì)象而已。既然是一個(gè)對(duì)象，它擁有一個(gè)self指針也就不奇怪了，所以對(duì)于像NSObject這樣的類來說，它其實(shí)代表的是一個(gè)類對(duì)象，本質(zhì)上還是一個(gè)普通的實(shí)例對(duì)象，那么又會(huì)問了，這個(gè)類對(duì)象是誰的實(shí)例呢？很遺憾，要找到這個(gè)問題的答案，我們?cè)?objc runtime 這一層上已經(jīng)沒辦法辦到了，我們需要到更低層，也就是 objc 語言層去尋找答案了，但是 objc 語言層是不開源的，如果想繼續(xù)學(xué)習(xí)，大家可以在網(wǎng)上找模仿OC低層的代碼。
以上了解一下就好，我們只要知道類的繼承體系就行了，下面用一個(gè)例子：有一個(gè)類（暫且叫SomeClass）繼承于NSObject,那么這些類和元類的繼承關(guān)系是，SomeClass實(shí)例有一個(gè)isa指針指向SomeClass類，SomeClass類有一個(gè)isa指針指向SomeClass元類，NSObject類也有一個(gè)isa指針指向NSObject元類，SomeClass的父類是NSObject，SomeClass元類的父類是NSObject元類，通過這種關(guān)系，我們?cè)陬惱^承體系中查詢類型信息，用isMenberOfClass:判斷對(duì)象是否是某個(gè)特定類的實(shí)例，用isKindOfClass:判斷對(duì)象是否為某類或其派生類的實(shí)例。因?yàn)镺C是動(dòng)態(tài)型語言的特性，上面兩個(gè)方法非常有用。
有時(shí)我們可以用比較類對(duì)象是否等同的辦法來進(jìn)行比較，這時(shí)要用==操作符，而不是用isEqual方法，因?yàn)轭悓?duì)象是單利，在應(yīng)用程序中，每個(gè)類的類對(duì)象只有一個(gè)實(shí)例，也就是說另外一種判斷對(duì)象是否為某類實(shí)例的辦法是：

id object = /*...*/
if ([object class] == [SomeClass class]){
}

這一部分基本都是關(guān)于OC運(yùn)行時(shí)的知識(shí)，可能我們平時(shí)寫代碼的時(shí)候涉及很少，但是了解這些，對(duì)于我們的開發(fā)是很有幫助的，OC運(yùn)行時(shí)是一個(gè)很強(qiáng)大的東西，有興趣的同學(xué)可以好好研究一下。