Objective-C——實現物件導向程式設計

過程式程式建立在函式之上，資料為函式服務。物件導向程式設計從相反的角度來看待問題，它以程式的資料為中心，函式為資料服務。在OOP中，不再重點關注程式中的函式，而是專注於資料。

這聽起來非常有趣，但它如何工作呢？在OOP中，資料通過間接方式包含對自身操作的引用程式碼。不是通知drawRectangle()函式“使用這個形狀結構繪製矩形”，而是要求矩形“繪製自身”（天哪，聽起來太荒謬了，但事實上卻並不荒謬）。通過間接方式的威力，矩形資料知道如何查詢相應的函式繪製圖形。

那麼，物件到底是什麼呢？它其實是一種神奇的C struct。通常，該結構能通過函式指標查詢與之相關的程式碼。圖3-1展示了4種Shape物件：兩個正方形、一個圓形和一個橢圓形。每個物件都能查詢相應的函式並實現其繪圖功能。

每個物件都有自己的draw()函式，知道如何繪製特定的形狀。例如，Circle物件的draw()函式知道如何繪製圓形，Rectangle的draw()函式知道繪製由4條直線構成的矩形。

Shapes-Object程式（程式碼請參考03.10-Shapes-Object）可以完成與Shapes-Procedural相同的功能，但前者使用Objective-C的物件導向特性來實現。以下是Shapes-Object的drawShapes()程式碼：

該函式包含一個迴圈，用於輸出陣列的每種形狀。在迴圈過程中，程式通知形狀物件繪製自身。 注意區分該形式的drawShapes()與原始版本有何不同。首先，本函式更簡短！程式碼不必詢問每個形狀的種類。

另一個不同點是函式的第一個引數shapes[]，此刻它是一個id陣列物件。什麼是id？它是與大腦有關的心理學術語，用於描述天生的本能衝動和原始過程嗎？在本例中並非表示此意，它代表identifier（識別符號）。id是一種泛型，用於表示任何種類的物件。回憶一下，物件是帶有程式碼的C struct。因此，id實際上是一個指標，指向其中的某個結構。在本例中，結構由各種形狀構成。

drawShapes()函式的第三個變化是迴圈主體：

第一行看上去像普通的C語言。程式碼從shapes陣列獲取id（即指向某個物件的指標），並將其賦值給名為shape（它具有型別id）的變數。這只是一種指標賦值過程，它實質上並不會複製shape的全部內容。看看圖3-2，注意Shapes-Object中各種可用的形狀。shapes[0]是一個指向紅色圓形的指標，shapes1是一個指向綠色矩形的指標，shapes2是個指向藍色橢圓形的指標。

現在，我們看看函式的最後一行程式碼：

非常奇怪吧。這是怎麼回事呢？我們知道，C使用方括號引用陣列元素，但在此我們並沒有使用陣列實現任何功能。在Objective-C中，方括號還有其他意義：它們用於通知某個物件該做什麼。在方括號內，第一項是物件，其餘部分是你需要物件執行的操作。在本例中，我們通知名稱為shape的物件執行draw操作。如果shape是圓形，我們會得到圓形；如果shape是矩形，我們會得到矩形。

在Objective-C中，通知物件執行某種操作稱為傳送訊息（有些人也將其稱為“呼叫方法”）。程式碼[shape draw]表示向shape物件傳送draw訊息。[shape draw]可以理解成“向shape傳送draw”。至於形狀如何實際繪製圖形，則取決於shape的實現。

向物件傳送訊息時，如何呼叫必要的程式碼呢？這是通過幕後名為類的幫手來協助完成的。

請看圖3-3。該圖的左側展示了shapes陣列中索引為0的circle物件，該物件最近在圖3-2中出現過。circle物件含有一個指向其類的指標。類是一種結構，用於描述該種類物件的構造。在圖3-3中，Circle類含有一個指標指向用於繪製圓形、計算圓形的面積以及實現其他必要功能的程式碼。

類物件有什麼用呢？就讓每個物件直接指向它的程式碼不是更簡單嗎？確實是更簡單一些，而且某些OOP系統也是那樣做的。但是，擁有類物件會具備極大的優勢：如果在執行時改變某個類，則該類的所有物件會自動繼承這些變化（我們將在後面各章中進一步討論該內容）。

圖3-4展示了draw訊息經過怎樣的過程最終呼叫了circle物件中適當的函式。

以下是圖3-4中展示的步驟。

(1) 物件是訊息（圖中的圓形）的目標，需要查詢它，看看它屬於什麼類。

(2) Circle類瀏覽其程式碼，查詢draw函式的位置。

(3) 找到draw函式後，將執行繪製圓形的函式。

圖3-5展示了基於陣列中的第二個形狀（它是一個綠色的矩形）呼叫[shape draw]時的情況。

圖3-5中使用的步驟和圖3-4中的步驟幾乎相同。

(1) 查詢訊息（圖中的矩形）的目標物件，看看它屬於什麼類。

(2) Rectangle類查詢其程式碼塊，然後獲取draw函式的地址。

(3) Objective-C執行可繪製矩形的程式碼。

該程式展示了一些非常棒的間接操作！在該程式的過程式版本中，我們必須編寫程式碼來決定要呼叫哪個函式。現在，可以由Objective-C在幕後作出決定，它將查詢物件屬於哪個類。這可以降低呼叫錯誤函式的機率，同時使程式程式碼更易於維護。