KVC, KVO 作為一種魔法貫穿日常Cocoa開發，筆者原先是準備寫一篇對其的全面總結，可網路上對其的表面介紹已經夠多了，除去基本層面的使用，筆者跟大家談下平常在網路上沒有提及的KVC, KVO進階知識。旨在分享交流。
KVC的訊息傳遞
valueForKey:的使用並不僅僅用來取值那麼簡單，還有很多特殊的用法，集合類也覆蓋了這個方法，通過呼叫valueForKey:給容器中每一個物件傳送操作訊息，並且結果會被儲存在一個新的容器中返回，這樣我們能很方便地利用一個容器物件建立另一個容器物件。另外，valueForKeyPath:還能實現多個訊息的傳遞。一個例子:
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NSArray *array = [NSArray arrayWithObject:@"10.11", @"20.22", nil]; NSArray *resultArray = [array valueForKeyPath:@"doubleValue.intValue"]; NSLog(@"%@", resultArray); //列印結果 ( 10, 20 ) |
KVC容器操作
容器不僅僅能使用KVC方法實現對容器成員傳遞普通的操作訊息，KVC還定義了特殊的一些常用操作，使用valueForKeyPath:結合操作符來使用，所定義的keyPath格式入下圖所示 
Left key path:如果有，則代表需要操作的物件路徑(相對於呼叫者)
Collection operator:以”@”開頭的操作符
Right key path:指定被操作的屬性
常規操作符：
- @avg、@count、@max、@min、@sum
物件操作符：
- @distinctUnionOfObjects、@unionOfObjects
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NSArray *values = [object valueForKeyPath:@"@unionOfObjects.value"]; |
@distinctUnionOfObjects操作符返回被操作物件指定屬性的集合並做去重操作，而@unionOfObjects則允許重複。如果其中任何涉及的物件為nil，則丟擲異常。
Array和Set操作符：
Array和Set操作符操作物件是巢狀型的集合物件
- @distinctUnionOfArrays、@unionOfArrays
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NSArray *values = [arrayOfobjectsArrays valueForKeyPath:@"@distinctUnionOfArrays.value"]; |
同樣的，返回被操作集合下的集合中的物件的指定屬性的集合，並且做去重操作，而@unionOfObjects則允許重複。如果其中任何涉及的物件為nil，則丟擲異常。
- @distinctUnionOfSets
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NSSet *values = [setOfobjectsSets valueForKeyPath:@"@distinctUnionOfSets.value"]; |
返回結果同理於NSArray。
據官方文件說明，目前還不支援自動以操作符。
KVC與容器類(集合代理物件)
當然物件的屬性可以是一對一的，也可以是一對多。屬性的一對多關係其實就是一種對容器類的對映。如果有一個名為numbers的陣列屬性，我們可以使用valueForKey:@"numbers"來獲取，這個是沒問題的，但KVC還能使用更靈活的方式管理集合。——集合代理物件
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ElfinsArray.h @interface ElfinsArray : NSObject @property (assign ,nonatomic) NSUInteger count; - (NSUInteger)countOfElfins; - (id)objectInElfinsAtIndex:(NSUInteger)index; @end ElfinsArray.m #import "ElfinsArray.h" @implementation ElfinsArray - (NSUInteger)countOfElfins { return self.count; } - (id)objectInElfinsAtIndex:(NSUInteger)index { return [NSString stringWithFormat:@"小精靈%lu", (unsigned long)index]; } @end Main.m - (void)work { ElfinsArray *elfinsArr = [ElfinsArray alloc] init]; elfinsArr.count = 3; NSArray *elfins = [ElfinsArray valueForKey:@"elfins"]; //elfins為KVC代理陣列 NSLog(@"%@", elfins); //列印結果 ( "小精靈0", "小精靈1", "小精靈2" ) } |
問題來了，ElfinsArray中並沒有定義elfins屬性，那麼elfins陣列從何而來？valueForKey:有如下的搜尋規則：
- 按順序搜尋getVal、val、isVal，第一個被找到的會用作返回。
- countOfVal，或者objectInValAtIndex:與valAtIndexes其中之一，這個組合會使KVC返回一個代理陣列。
- countOfVal、enumeratorOfVal、memberOfVal。這個組合會使KVC返回一個代理集合。
- 名為val、isVal、val、isVal的例項變數。到這一步時，KVC會直接訪問例項變數，而這種訪問操作破壞了封裝性，我們應該儘量避免，這可以通過重寫+accessInstanceVariablesDirectly返回NO來避免這種行為。
ok上例中我們實現了第二條中的特殊命名函式組合：
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- (NSUInteger)countOfElfins; - (id)objectInElfinsAtIndex:(NSUInteger)index; |
這使得我們呼叫valueForKey:@"elfins"時，KVC會為我們返回一個可以響應NSArray所有方法的代理陣列物件(NSKeyValueArray)，這是NSArray的子類，- (NSUInteger)countOfElfins決定了這個代理陣列的容量，- (id)objectInElfinsAtIndex:(NSUInteger)index決定了代理陣列的內容。本例中使用的key是elfins，同理的如果key叫human，KVC就會去尋找-countOfHuman:
可變容器呢
當然我們也可以在可變集合(NSMutableArray、NSMutableSet、NSMutableOrderedSet)中使用集合代理:
這個例子我們不再使用KVC給我們生成代理陣列，因為我們是通過KVC拿到的，而不能主動去操作它(insert/remove)，我們宣告一個可變陣列屬性elfins。
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ElfinsArray.h @interface ElfinsArray : NSObject @property (strong ,nonatomic) NSMutableArray *elfins; - (void)insertObject:(id)object inNumbersAtIndex:(NSUInteger)index; - (void)removeObjectFromNumbersAtIndex:(NSUInteger)index; @end ElfinsArray.m #import "ElfinsArray.h" @implementation ElfinsArray - (void)insertObject:(id)object inElfinsAtIndex:(NSUInteger)index { [self.elfins insertObject:object atIndex:index]; NSLog(@"insert %@n", object); } - (void)removeObjectFromElfinsAtIndex:(NSUInteger)index { [self.elfins removeObjectAtIndex:index]; NSLog(@"removen"); } @end Main.m - (void)work { ElfinsArray *elfinsArr = [ElfinsArray alloc] init]; elfinsArr.elfins = [NSMutableArray array]; NSMutableArray *delegateElfins = [ElfinsArray mutableArrayValueForKey:@"elfins"]; //delegateElfins為KVC代理可變陣列，非指向elfinsArr.elfins [delegateElfins insertObject:@"小精靈10" atIndex:0]; NSLog(@"first log n %@", elfinsArr.elfins); [delegateElfins removeObjectAtIndex:0]; NSLog(@"second log n %@", elfinsArr.elfins); //列印結果 insert 小精靈10 first log ( "小精靈10" ) remove second log ( ) } |
上例中，我們通過呼叫
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- mutableArrayValueForKey: - mutableSetValueForKey: - mutableOrderedSetValueForKey: |
KVC會給我們返回一個代理可變容器delegateElfins，通過對代理可變容器的操作，KVC會自動呼叫合適KVC方法(如下):
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//至少實現一個insert方法和一個remove方法 - insertObject:inValAtIndex: - removeObjectFromValAtIndex: - insertVal:atIndexes: - removeValAtIndexes: |
間接地對被代理物件操作。
還有一組更強大的方法供參考
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- replaceObjectInValAtIndex:withObject: - replaceValAtIndexes:withVal: |
我認為這就是KVC結合KVO的結果。這裡我嘗試研究下了文件中的如下兩個方法，還沒有什麼頭緒，知道的朋友可否告訴我下
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- willChange:valuesAtIndexes:forKey: - didChange:valuesAtIndexes:forKey: |
KVO和容器類
要注意，對容器類的觀察與對非容器類的觀察並不一樣，不可變容器的內容發生改變並不會影響他們所在的容器，可變容器的內容改變&內容增刪也都不會影響所在的容器，那麼如果我們需要觀察某容器中的物件，首先我們得觀察容器內容的變化，在容器內容增加時新增對新內容的觀察，在內容移除同時移除對該內容的觀察。
既然容器內容數量改變和內容自身改變都不會觸發容器改變，此時對容器屬性施加KVO並沒有效果，那麼怎麼實現對容器變化(非容器改變)的觀察呢？上面所介紹的代理容器能幫到我們：
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//我們通過KVC拿到容器屬性的代理物件 NSMutableArray *delegateElfins = [ElfinsArray mutableArrayValueForKey:@"elfins"]; [delegateElfins addObject:@"小精靈10"]; |
當然這樣做的前提是要實現insertObject:inValAtIndex:和removeObjectFromValAtIndex:兩個方法。如此才能觸發observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:的響應。
而後，我們就可以輕而易舉地在那兩個方法實現內對容器新成員新增觀察/對容器廢棄成員移除觀察。
KVO的實現原理
寫到這裡有點犯困，估計廣州的春天真的來了。對於KVO的實現原理就不花筆墨再描述了，網路上哪裡都能找到，這裡借網上一張圖來偷懶帶過。
在我們瞭解明白實現原理的前提下，我們可以自己來嘗試模仿，那麼我們從哪裡下手呢？先來準備一個新子類的setter方法：
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- (void)notifySetter:(id)newValue { NSLog(@"我是新的setter"); } |
setter的實現先留空，下面再詳細說，緊接著，我們直接進入主題，runtime註冊一個新類，並且讓被監聽類的isa指標指向我們自己偽造的類，為了大家看得方便，筆者就不做封裝了，所有直接寫在一個方法內:
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- (Class)configureKVOSubClassWithSourceClassName:(NSString *)className observeProperty:(NSString *)property { NSString *prefix = @"NSKVONotifying_"; NSString *subClassName = [prefix stringByAppendingString:className]; //1 Class originClass = [KVOTargetClass class]; Class dynaClass = objc_allocateClassPair(originClass, subClassName.UTF8String, 0); //重寫property對應setter NSString *propertySetterString = [@"set" stringByAppendingString:[[property substringToIndex:1] uppercaseString]]; propertySetterString = [propertySetterString stringByAppendingString:[property substringFromIndex:1]]; propertySetterString = [propertySetterString stringByAppendingString:@":"]; SEL setterSEL = NSSelectorFromString(propertySetterString); //2 Method setterMethod = class_getInstanceMethod(originClass, setterSEL); const char types = method_getTypeEncoding(setterMethod); class_addMethod(dynaClass, setterSEL, class_getMethodImplementation([self class], @selector(notifySetter:)), types); objc_registerClassPair(dynaClass); return dynaClass; } |
我們來看
//1處，我們要建立一個新的類，可以通過objc_allocateClassPair來建立這個新類和他的元類，第一個引數需提供superClass的類物件，第二個引數接受新類的類名，型別為const char *，通過返回值我們得到dynaClass類物件。
//2處，我們希望為我們的偽造的類新增跟被觀察類一樣只能的setter方法，我們可以藉助被觀察類，拿到型別編碼資訊，通過class_addMethod，注入我們自己的setter方法實現:class_getMethodImplementation([self class], @selector(notifySetter:))，最後通過objc_registerClassPair完成新類的註冊！。
可能有朋友會問class_getMethodImplementation中獲取IMP的來源[self class]的self是指代什麼？其實就是指代我們自己的setter(notifySetter:)IMP實現所在的類，指代從哪個類可以找到這個IMP，筆者這裡是直接開一個新工程，在ViewController裡就開乾的，notifySetter:和這個手術方法configureKVOSubClassWithSourceClassName: observeProperty:所在的地方就是VC，因此self指向的就是這個VC例項，也就是這個手術方法的呼叫者。
不用懷疑，經過手術後對KVOTargetClass對應屬性的修改，就會進入到我們偽裝的setter，下面我們來完成先前留空的setter實現:
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- (void)notifySetter:(id)newValue { NSLog(@"我是新的setter"); struct objc_super originClass = { .receiver = self, .super_class = class_getSuperclass(object_getClass(self)) }; NSString *setterName = NSStringFromSelector(_cmd); NSString *propertyName = [setterName substringFromIndex:3]; propertyName = [[propertyName substringToIndex:propertyName.length - 1] lowercaseString]; [self willChangeValueForKey:propertyName]; //呼叫super的setter //1 void (*objc_msgSendSuperKVO)(void * class, SEL _cmd, id value) = (void *)objc_msgSendSuper; //2 objc_msgSendSuperKVO(&originClass, _cmd, newValue); [self didChangeValueForKey:propertyName]; } |
我們輕而易舉地讓willChangeValueForKey:和didChangeValueForKey:包裹了對newValue的修改。
這裡需要提的是:
//1處，在IOS8後，我們不能直接使用objc_msgSend()或者objc_msgSendSuper()來傳送訊息，我們必須自定義一個msg_Send函式並提供具體型別來使用。
//2處，至於objc_msgSendSuper(struct objc_super *, SEL, ...)，第一個引數我們需要提供一個objc_super結構體，我們command跳進去來看看這個結構體:
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/// Specifies the superclass of an instance. struct objc_super { /// Specifies an instance of a class. __unsafe_unretained id receiver; /// Specifies the particular superclass of the instance to message. #if !defined(__cplusplus) & !__OBJC2__ /* For compatibility with old objc-runtime.h header */ __unsafe_unretained Class class; #else __unsafe_unretained Class super_class; #endif /* super_class is the first class to search */ }; #endif |
第一個成員receiver表示某個類的例項，第二個成員super_class代表當前類的父類，也就是這裡接受訊息目標的類。
工作已經完成了，可以隨便玩了:
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- (void)main { KVOTargetClass *kvoObject = [[KVOTargetClass alloc] init]; NSString *targetClassName = NSStringFromClass([KVOTargetClass class]); Class subClass = [self configureKVOSubClassWithSourceClassName:targetClassName observeProperty:@"name"]; object_setClass(kvoObject, subClass); [kvoObject setName:@"haha"]; NSLog(@"property -- %@", kvoObject.name); } |
KVO驗證筆者就懶得驗了，有興趣的朋友可以試試。最後，感謝！
參考文獻
objc.io
NSKeyValueObserving Protocol Reference
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