iOS編寫高質量Objective-C程式碼（四）

《編寫高質量OC程式碼》已經順利完成一二三四五篇！
附上鍊接：

iOS 編寫高質量Objective-C程式碼（一）
iOS 編寫高質量Objective-C程式碼（二）
iOS 編寫高質量Objective-C程式碼（三）
iOS 編寫高質量Objective-C程式碼（四）
iOS 編寫高質量Objective-C程式碼（五）

本篇的主題是：協議與分類（protocol & category）

先簡單介紹一下今天的主角：協議 與 分類

• 協議（protocol）：OC中的協議與Java裡的介面（interface）類似，OC不支援多繼承。但是可以通過協議來實現委託模式。
• 分類（category）：分類可以為既有類新增新的功能。分類是把“雙刃劍”，用得好可以發揮OC的高動態性；用的不好，會留下很多坑。所以，通過這篇文章讓我們一起研究OC的一項語言特性：category。

一、通過委託與資料來源協議進行物件間通訊

委託模式（又稱代理）：某物件將一類方法（任務）交給另一個物件幫忙完成。

~類似於：老闆把一類任務交給某個leader去完成。（當然多類任務就會對應多個leader去完成）。~

舉例來說，當某物件要從另一個物件獲取資料時，就可以使用委託模式。通過實現資料來源協議來獲取資料，這種做法被稱為“資料來源協議”（Data Source Protocol）。類似於UITableView的UITableViewDataSource。

再舉例來說，當一個物件要有一些事件響應時，就可以使用委託模式。通過實現一個協議（一般稱為delegate），讓代理物件幫助該物件處理事件響應。類似於UITableView的UITableViewDelegate。

請看圖解：

• 好處：通過協議來降低程式碼的耦合性。（解耦）
  必要的時候協議還可以替代繼承。因為遵守同一個協議的類可以有很多，不一定要繼承。

百說不如一Demo：這是小編整理的關於Button動畫的例子

• QiCircleAnimationView.h：

@class QiAnimationButton;
@protocol QiAnimationButtonDelegate <NSObject>

@optional
- (void)animationButton:(QiAnimationButton *)button willStartAnimationWithCircleView:(QiCircleAnimationView *)circleView;
- (void)animationButton:(QiAnimationButton *)button didStartAnimationWithCircleView:(QiCircleAnimationView *)circleView;
- (void)animationButton:(QiAnimationButton *)button willStopAnimationWithCircleView:(QiCircleAnimationView *)circleView;
- (void)animationButton:(QiAnimationButton *)button didStopAnimationWithCircleView:(QiCircleAnimationView *)circleView;
- (void)animationButton:(QiAnimationButton *)button didRevisedAnimationWithCircleView:(QiCircleAnimationView *)circleView;

@end


@interface QiAnimationButton : UIButton

@property (nonatomic, weak) id<QiAnimationButtonDelegate> delegate;

- (void)startAnimation;//!< 開始動畫
- (void)stopAnimation;//!< 結束動畫
- (void)reverseAnimation;//!< 最後的修改動畫

@end

• QiAnimationButton.m中：
  就可以通過這樣的方式回撥

if ([self.delegate respondsToSelector:@selector(animationButton:willStartAnimationWithCircleView:)]) {
    [self.delegate animationButton:self willStartAnimationWithCircleView:_circleView];
}

/* .... */

if ([self.delegate respondsToSelector:@selector(animationButton:didStartAnimationWithCircleView:)]) {
    [self.delegate animationButton:self didStartAnimationWithCircleView:_circleView];
}

等等等…

所以，就會寫出很多類似於這樣格式的程式碼：

if ([self.delegate respondsToSelector:@selector(xxxFunction)]) {
    [self.delegate xxxFunction];
}

解釋：因為該協議內的方法是@optional修飾的，所以遵守協議的Class可以選擇性地實現協議裡的方法。因此，代理物件在呼叫回撥方法時，需要先檢查一下Class有沒有實現該協議裡的方法？如果實現了，就回撥；如果沒有實現，就接著往下走。

考慮效能優化：

大家設想一下，這樣一個場景：回撥方法被頻繁回撥。也就是說，某回撥方法被呼叫的頻率很高。那麼每呼叫一次回撥方法都要去查一下Class有沒有實現該回撥方法。所以效能上會變差。

解決方案：實現一個含有位段的結構體，把委託物件能否響應某個協議方法的資訊快取起來，以優化程式執行效率。

百說不如一Demo，下面請看小編整理的Demo~

1. 宣告一個結構體DelegateFlags：

@interface QiAnimationButton () {
    
    struct DelegateFlags {
        int doWillStartAnimation : 1;
        int doDidStartAnimation : 1;
        int doWillStopAnimation : 1;
        int doDidStopAnimation : 1;
        int doDidRevisedAnimation : 1;
    };
}

1. 宣告一個屬性：

@property (nonatomic, assign) struct DelegateFlags delegateFlags;

1. 重寫delegate的set方法：將是否實現該協議方法的資訊快取起來

- (void)setDelegate:(id<QiAnimationButtonDelegate>)delegate {
    
    _delegate = delegate;
    _delegateFlags.doWillStartAnimation = [delegate respondsToSelector:@selector(animationButton:willStartAnimationWithCircleView:)];
    _delegateFlags.doDidStartAnimation = [delegate respondsToSelector:@selector(animationButton:didStartAnimationWithCircleView:)];
    _delegateFlags.doWillStopAnimation = [delegate respondsToSelector:@selector(animationButton:willStopAnimationWithCircleView:)];
    _delegateFlags.doDidStopAnimation = [delegate respondsToSelector:@selector(animationButton:didStopAnimationWithCircleView:)];
    _delegateFlags.doDidRevisedAnimation = [delegate respondsToSelector:@selector(animationButton:didRevisedAnimationWithCircleView:)];
}

1. 直接通過_delegateFlags快取的值判斷能否回撥

if (_delegateFlags.doWillStartAnimation) {
   [self.delegate animationButton:self willStartAnimationWithCircleView:_circleView];
}

/* .... */

if (_delegateFlags.doDidStartAnimation) {
   [self.delegate animationButton:self didStartAnimationWithCircleView:_circleView];
}

二、把複雜類的實現程式碼分散到便於管理的數個分類之中

• 使用分類機制，把一些很複雜的類“瘦身”，劃分成各個易於管理的分類。
• 把私有方法作為一個單獨的分類，已隱藏實現細節。

好處：

1. 把複雜的類拆成小塊，解耦。易於維護，易於管理。
2. 便於除錯：遇到問題能快速定位是那個分類。

小編看法：視具體情況而定，拆分的同時，也會多出很多檔案。如果一個類過於臃腫（比如有幾千行程式碼），可以考慮給他瘦身，拆分成多個分類。

三、總是為第三方分類的名稱加字首

• 分類機制最大的功能：就是為不能修改原始碼的既有類中新增新的功能。

這時候我們要：

• 在分類類名前，加上專有字首。
• 在分類方法名前，加上專有字首。

最大限度上避免重名可能帶來的bug，而且這種bug很難排查。

原因在於：分類的方法會直接新增在類中，而分類是在執行期把方法加入主類。這時候，如果出現方法重名，後一個寫入的分類方法會把前一個覆蓋掉。多次覆蓋的結果總以最後一個分類為準。所以我們要加字首，儘量防止出現重名帶來的bug。

四、勿在分類中宣告屬性

不要在分類中宣告屬性，但可以在類擴充套件（extension）中宣告屬性，這樣屬性就不會暴露在外面。

舉個例子：（類擴充套件）

// QiShare.m
@interface QiShare ()
/* 屬性可以宣告在這裡 */
@end


@implementation QiShare
/* ... */
@end

1. 不能在分類中直接宣告屬性。如果宣告瞭，編譯時會報如下警告：
   Property `name` requires method `setName:` to be defined - use @dynamic or provide a method implementation in this category

解釋：分類無法合成相關的例項變數，需要開發者為該屬性實現存取方法（get和set）。因為沒有生成例項變數，set方法行不通。get方法可以返回固定值。或者使用@dynamic宣告（即不會宣告例項變數和存取方法）。

1. 通過關聯物件，為分類新增屬性。（詳情見第二篇 – 第5條）

所以，

1. 建議把屬性都放在主類中。
2. 不到迫不得已，儘量不要在分類中通過關聯物件新增屬性。因為關聯物件的記憶體管理問題上很容易出錯，使用時需要重點提防。 

五、使用“class-continuation分類”隱藏實現細節

這裡的“class-continuation分類” 指的就是 類擴充套件（extension）。

我們可以把一些私有的屬性宣告在類擴充套件裡，這樣在匯入.h檔案時，看不到類擴充套件宣告的屬性。
目的：把公共介面中向外暴露的內容最小化，隱藏一些屬性和實現細節。

這裡補充一個小知識點：大家都知道Objective-C，但聽說過Objective-C++嗎？

Objective-C++是Objective-C和C++的混編，編譯時會生成.mm檔案。
這時候會遇到一個問題：只要匯入含有C++的.h，都會編譯成.mm檔案。因為只有.mm檔案才能同時編譯OC和C++。
那麼，OC怎麼解決呢？用類擴充套件。

舉個例子：

#import "OCClass.h"
#import "CppClass.cpp"

@interface OCClass () {
    SomeCppClass *_cppClass;
}

@end

@implementation OCClass

/* ... */

@end

這樣，.h檔案中就沒有C++程式碼了，如果只看標頭檔案甚至都不知道底層有C++的程式碼。其實，我們的系統也是這樣做的。比如WebKit、CoreAnimation等，很多底層程式碼都是通過C++寫的。

小結：類擴充套件的應用場景

1. 向類中新增例項變數或屬性
2. 在`.h`檔案中把屬性宣告為“只讀”，而類的內部又想修改此屬性，可以在類擴充套件中重宣告為“可讀寫”。
3. 私有方法的原型可以宣告在類擴充套件裡。
4. 如果不想讓外部知道類中遵守了哪些協議，可以在類擴充套件中遵守協議。

六、通過協議提供匿名物件

1. 可以通過協議提供匿名物件，例如：id<someProtocol> delegate。delegate物件的型別不限，只要能遵從這個協議的物件都可以。協議裡規定了物件所需要實現的方法。
2. 使用匿名物件來隱藏型別名稱和類名。
3. 物件只要實現協議裡的方法即可（@optional修飾的可以選擇性實現），其餘的實現細節都被隱藏起來了。

最後，特別緻謝：《Effective Objective-C 2.0》第四章