Objective-C 動態特性應用指南

Objective-C具有相當多的動態特性，基本的，也是經常被提到和用到的有動態型別（Dynamic typing），動態繫結（Dynamic binding）和動態載入（Dynamic loading）。

這些動態特性都是在Cocoa程式開發時非常常用的語言特性，而在這之後，OC在底層也提供了相當豐富的執行時的特性，比如列舉類屬性方法、獲取方 法實現等等。雖然在平常的Cocoa開發中這些較底層的執行特性基本用不著，但是在某些情況下如果你知道這些特性併合理加以運用的話，往往能事半功倍～

動態特性基礎

1、動態型別

即執行時再決定物件的型別。這類動態特性在日常應用中非常常見，簡單說就是id型別。id型別即通用的物件類，任何物件都可以被id指標所指，而在實際使用中，往往使用introspection來確定該物件的實際所屬類：

id obj = someInstance;   
if ([obj isKindOfClass:someClass])   
{ 
    someClass *classSpecifiedInstance = (someClass *)obj; 
    // Do Something to classSpecifiedInstance which now is an instance of someClass 
    //... 
}

-isMemberOfClass: 是 NSObject 的方法，用以確定某個 NSObject 物件是否是某個類的成員。與之相似的為 -isKindOfClass:，可以用以確定某個物件是否是某個類或其子類的成員。這兩個方法為典型的introspection方法。在確定物件為某類成員後，可以安全地進行強制轉換，繼續之後的工作。

2、動態繫結

基於動態型別，在某個例項物件被確定後，其型別便被確定了。該物件對應的屬性和響應的訊息也被完全確定，這就是動態繫結。在繼續之前，需要明確 Objective-C中訊息的概念。由於OC的動態特性，在OC中其實很少提及“函式”的概念，傳統的函式一般在編譯時就已經把引數資訊和函式實現打包 到編譯後的原始碼中了，而在OC中最常使用的是訊息機制。呼叫一個例項的方法，所做的是向該例項的指標傳送訊息，例項在收到訊息後，從自身的實現中尋找響應 這條訊息的方法。

動態繫結所做的，即是在例項所屬類確定後，將某些屬性和相應的方法繫結到例項上。這裡所指的屬性和方法當然包括了原來沒有在類中實現的，而是在執行 時才需要的新加入的實現。在Cocoa層，我們一般向一個NSObject物件傳送-respondsToSelector:或者 -instancesRespondToSelector:等來確定物件是否可以對某個SEL做出響應，而在OC訊息轉發機制被觸發之前，對應的類 的+resolveClassMethod:和+resolveInstanceMethod:將會被呼叫，在此時有機會動態地向類或者例項新增新的方 法，也即類的實現是可以動態繫結的。一個例子：

void dynamicMethodIMP(id self, SEL _cmd)   
{ 
    // implementation .... 
} 

//該方法在OC訊息轉發生效前被呼叫 
+ (BOOL) resolveInstanceMethod:(SEL)aSEL 
{  
    if (aSEL == @selector(resolveThisMethodDynamically)) { 
        //向[self class]中新加入返回為void的實現，SEL名字為aSEL，實現的具體內容為dynamicMethodIMP class_addMethod([self class], aSEL, (IMP) dynamicMethodIMP, “v@:”); 
        return YES; 
    } 
    return [super resolveInstanceMethod:aSel]; 
}

當然也可以在任意需要的地方呼叫class_addMethod或者method_setImplementation（前者新增實現，後者替換實現），來完成動態繫結的需求。

3、動態載入

根據需求載入所需要的資源，這點很容易理解，對於iOS開發來說，基本就是根據不同的機型做適配。最經典的例子就是在Retina裝置上載入@2x 的圖片，而在老一些的普通屏裝置上載入原圖。隨著Retina iPad的推出，和之後可能的Retina Mac的出現，這個特性相信會被越來越多地使用。

深入執行時特性

基本的動態特性在常規的Cocoa開發中非常常用，特別是動態型別和動態繫結。由於Cocoa程式大量地使用Protocol-Delegate的 設計模式，因此絕大部分的delegate指標型別必須是id，以滿足執行時delegate的動態替換（在Java裡這個設計模式被叫做 Strategy？不是很懂Java，求糾正）。而Objective-C還有一些高階或者說更底層的執行時特性，在一般的Cocoa開發中較為少見，基 本被運用與編寫OC和其他語言的介面上。但是如果有所瞭解並使用得當的話，在Cocoa開發中往往可以輕易解決一些棘手問題。

這類執行時特性大多由/usr/lib/libobjc.A.dylib這個動態庫提供，裡面包括了對於類、例項成員、 成員方法和訊息傳送的很多API，包括獲取類例項變數列表，替換類中的方法，為類成員新增變數，動態改變方法實現等，十分強大。完整的API列表和手冊可 以在這裡找到。雖然文件開頭表明是對於Mac OS X Objective-C 2.0適用，但是由於這些是OC的底層方法，因此對於iOS開發來說也是完全相同的。

一個簡單的例子，比如在開發Universal應用或者遊戲時，如果使用IB構建了大量的自定義的UI，那麼在由iPhone版轉向iPad版的過程中所面臨的一個重要問題就是如何從不同的nib中載入介面。在iOS5之前，所有的UIViewController在使用預設的介面載入時(init或者initWithNibName:bundle:)，都會走-loadNibNamed:owner:options:。而因為我們無法拿到-loadNibNamed:owner:options的實現，因此對其過載是比較困難而且存在風險的。因此在做iPad版本的nib時，一個簡單的辦法是將所有的nib的命名方式統一，然後使用自己實現的新的類似-loadNibNamed:owner:options的方法將原方法替換掉，同時保證非iPad的裝置還走原來的loadNibNamed:owner:options方法。使用OC執行時特性可以較簡單地完成這一任務。

程式碼如下，在程式執行時呼叫+swizze，交換自己實現的loadPadNibNamed:owner:options和系統的loadNibNamed:owner:options，之後所有的loadNibNamed:owner:options訊息都將會發為loadPadNibNamed:owner:options，由自己的程式碼進行處理。

+(BOOL)swizze { 
    Method oldMethod = class_getInstanceMethod(self, @selector(loadNibNamed:owner:options:)); 
    if (!oldMethod) { 
        return NO; 
    } 
    Method newMethod = class_getInstanceMethod(self, @selector(loadPadNibNamed:owner:options:)); 
    if (!newMethod) { 
        return NO; 
    } 
    method_exchangeImplementations(oldMethod, newMethod); 
    return YES; 
}

loadPadNibNamed:owner:options的實現如下，注意在其中的loadPadNibNamed:owner:options由於之前已經進行了交換，因此實際會傳送為系統的loadNibNamed:owner:options。以此完成了對不同資源的載入。

-(NSArray *)loadPadNibNamed:(NSString *)name owner:(id)owner options:(NSDictionary *)options { 
    NSString *newName = [name stringByReplacingOccurrencesOfString:@"@pad" withString:@""]; 
    newName = [newName stringByAppendingFormat:@"@pad"]; 
    //判斷是否存在 
    NSFileManager *fm = [NSFileManager defaultManager]; 
    NSString* filepath = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:newName ofType:@”nib”]; 
    //這裡呼叫的loadPadNibNamed:owner:options:實際為為交換後的方法，即loadNibNamed:owner:options: 
    if ([fm fileExistsAtPath:filepath]) { 
        return [self loadPadNibNamed:newName owner:owner options:options]; 
    } else { 
        return [self loadPadNibNamed:name owner:owner options:options];  
    } 
}

當然這只是一個簡單的例子，而且這個功能也可以通過別的方法來實現。比如新增UIViewController的類別來過載init，但是這樣的過載會比 較危險，因為你UIViewController的實現你無法完全知道，因此可能會由於過載導致某些本來應有的init程式碼沒有覆蓋，從而出現不可預測的 錯誤。當然在上面這個例子中過載VC的init的話沒有什麼問題(因為對於VC，init的方法會被自動轉發為 loadNibNamed:owner:options，因此init方法並沒有做其他更復雜的事情，因此只要初始化VC時使用的都是init的話就沒有 問題)。但是並不能保證這樣的過載對於其他類也是可行的。因此對於實現未知的系統方法，使用上面的執行時交換方法會是一個不錯的選擇～