探秘@property

@property在平时写代码的时候用的很频繁,控件和NSString之类的申明都要用到。之前也没有去深究@property内部的实现机制,只是拿来就用,直到昨天写代码遇到一个坑,为了解决问题,重新拿起OC语法基础书一行行研读,然后在网上查了很多资料,算是搞清楚了@property的实现机制。

这里面坑还是不少的,下面做一个总结,包括自己的总结和网上找到一些有用的资料,都一并写在这里。

我把出问题的代码单独提取出来,下面代码要实现的功能比较简单,具体如下

  • 使用mvc架构,分开实现View和controller类
  • view页面只有一个按钮,点击按钮输出NSLog

错误代码

view.h  
===========
#import <UIKit/UIKit.h>
@interface buttonView : UIView
@property (nonatomic,strong)UIButton *button;
@end

------------------------

view.m  
=========
#import "buttonView.h"

@implementation view
-(instancetype)initWithFrame:(CGRect)frame
{
    self=[super initWithFrame:frame];
    if (self) {
        self.frame=[UIScreen mainScreen].bounds;
        self.backgroundColor = [UIColor redColor];

        [self addSubview:_button];
    }
    return self;
}

-(UIButton*)button
{
    _button=[[UIButton alloc]initWithFrame:CGRectMake(100, 100, 100 , 100)];
    _button.backgroundColor=[UIColor blueColor];
    [_button setTitle:@"按钮" forState:UIControlStateNormal];
    return _button;
}

@end

------------------------

controller.m  
==============
#import "Controller.h"
#import "View.h"

@interface Controller ()

@end

@implementation Controller

- (void)viewDidLoad {

    [super viewDidLoad];
    View *Button=[[buttonView alloc]init];
    [self.view addSubview:Button];
    [Button.button addTarget:self action:@selector(log) forControlEvents:UIControlEventTouchUpInside];

}

-(void)log
{
    NSLog(@"输出测试");

}

上面代码有两处问题:

1、view无法加载button按钮
2、controller里面的[Button.button addTarget:self action:@selector(log) forControlEvents:UIControlEventTouchUpInside]无法触发方法log


解决第一个问题

这里使用下面的方法来重写button的getter方法,设置它的样式

-(UIButton*)button
{
    _button=[[UIButton alloc]initWithFrame:CGRectMake(100, 100, 100 , 100)];
    _button.backgroundColor=[UIColor blueColor];
    [_button setTitle:@"按钮" forState:UIControlStateNormal];
    return _button;
}

然后在view的initWithFrame方法里面使用[self addSubview:_button] 加载自定义的button。

看起来好像没错,但是注意就是这里除了问题,我们这里使用的是button,表示的实例变量。而 -(UIButton*)button方法是实例变量button的getter方法,也就是只有触发了这个方法,才会初始化并且设置button的样式。使用_button是无法触发的,必须使用 self.button才可以。

[self addSubview:_button]改成[self addSubview:self.button]可以发现view正确加载了button


解决第二个问题

第二个地方的错误很隐蔽,先看下面断点的输出,注意红框标示的_button的内存地址

图一

图二

可以发现在两个断点出的button的内存地址是不一样的,也就是说生成了两个button,界面上加载的_button是图一指向内存地址所在的按钮,而 [Button.button addTarget:self action:@selector(log) forControlEvents:UIControlEventTouchUpInside]方法使用的Button.button调用的按钮是图二内存地址所在的按钮。 两个地方调用的按钮不是同一个按钮,所以第二处方法调用失败。

为什么会生成两个不同的_button呢?

看下面


生成图一的_button

因为controller.m文件的viewDidLoad方法里面的View *Button=[[buttonView alloc]init]会调用view.m的方法initWithFrame方法,initWithFrame方法里面的[self addSubview:self.button]触发-(UIButton*)button方法,此方法会生成一个 _button.

生成图二的_button

[Button.button addTarget:self action:@selector(log) forControlEvents:UIControlEventTouchUpInside]方法使用的Button.button也会触发_button的getter方法,也就是-(UIButton*)button方法,这样又生成了一个新的 _button.


解决办法


引起生成两个button的原因就是,只要每次调用button的getter方法,就会生成新的_button.

可以给getter方法加一个判断,如果已经生成了_button,就不在生成 如下:

-(UIButton*)button
{
    if (!_button)
    {
    _button=[[UIButton alloc]initWithFrame:CGRectMake(100, 100, 100 , 100)];
    _button.backgroundColor=[UIColor blueColor];
    [_button setTitle:@"按钮" forState:UIControlStateNormal];
    }
    return _button;
}

可以看到虽然@property方便了我们使用实例变量,但是有很多坑需要注意 下面我把网上找到一些有用的资料都附在下面,大家可以参考下,加深下对@property的理解


类Class中的属性property



  在ios第一版中,我们为输出口同时声明了属性和底层实例变量,那时,属性是oc语言的一个新的机制,并且要求你必须声明与之对应的实例变量,例如:

@interface MyViewController :UIViewController
{
    UIButton *myButton;
}
@property (nonatomic, retain) UIButton *myButton;
@end

  最近,苹果将默认编译器从GCC转换为LLVM(low level virtual machine),从此不再需要为属性声明实例变量了。如果LLVM发现一个没有匹配实例变量的属性,它将自动创建一个以下划线开头的实例变量。因此,在这个版本中,我们不再为输出口声明实例变量。

例如:MyViewController.h文件
@interface MyViewController :UIViewController
@property (nonatomic, retain) UIButton *myButton;
@end

  在MyViewController.m文件中,编译器也会自动的生成一个实例变量myButton。那么在.m文件中可以直接的使用myButton实例变量,也可以通过属性self.myButton.都是一样的。

  注意这里的self.myButton其实是调用的myButton属性的getter/setter方法。这与C++中点的使用是有区别的,C++中的点可以直接访问成员变量(也就是实例变量)。

  例如在oc中有如下代码

.h文件

@interface MyViewController :UIViewController
{
    NSString *name;
}
@end

  .m文件中,self.name这样的表达式是错误的。xcode会提示你使用->,改成self->name就可以了。因为oc中点表达式是表示调用方法,而上面的代码中没有name这个方法。

  oc语法关于点表达式的说明:"点表达式(.)看起来与C语言中的结构体访问以及java语言汇总的对象访问有点类似,其实这是oc的设计人员有意为之。如果点表达式出现在等号 = 左边,该属性名称的setter方法将被调用。如果点表达式出现在右边,该属性名称的getter方法将被调用。"

  所以在oc中点表达式其实就是调用对象的setter和getter方法的一种快捷方式, 例如:dealie.blah = greeble 完全等价于 [dealie.blah setBlah:greeble];

  以前的用法,声明属性跟与之对应的实例变量:

@interface MyViewController :UIViewControlle
{
    UIButton *myButton;
}
@property (nonatomic, retain) UIButton *myButton;
@end

  这种方法基本上使用最多,现在大部分也是在使用,因为很多开源的代码都是这种方式。但是ios5更新之后,苹果是建议以以下的方式来使用:

@interface MyViewController :UIViewController
@property (nonatomic, retain) UIButton *myButton;
@end

  因为编译器会自动为你生成以下划线开头的实例变量_myButton,不需要自己手动再去写实例变量。而且也不需要在.m文件中写@synthesize myButton;也会自动为你生成setter,getter方法。@synthesize的作用就是让编译器为你自动生成setter与getter方法。

  @synthesize 还有一个作用,可以指定与属性对应的实例变量,例如@synthesize myButton = xxx;那么self.myButton其实是操作的实例变量xxx,而不是_myButton了。但是此时要注意,因为你自定义了属性为xxx,那么就必须手动实现xxx的getert和setter方法,不能再使用系统默认的方法了。

  在实际的项目中,我们一般这么写.m文件@synthesize myButton;

  这样写了之后,那么编译器会自动生成myButton的实例变量,以及相应的getter和setter方法。注意:myButton这个实例变量是不存在的,因为自动生成的实例变量为myButton而不是myButton,所以现在@synthesize的作用就相当于指定实例变量;

  如果.m文件中写了@synthesize myButton;那么生成的实例变量就是myButton;如果没写@synthesize myButton;那么生成的实例变量就是_myButton。所以跟以前的用法还是有点细微的区别。

类别中的属性property


  类与类别中添加的属性要区分开来,因为类别中只能添加方法,不能添加实例变量。经常会在ios的代码中看到在类别中添加属性,这种情况下,是不会自动生成实例变量的。比如在:UINavigationController.h文件中会对UIViewController类进行扩展

@interface UIViewController (UINavigationControllerItem) @property(nonatomic,readonly,retain) UINavigationItem *navigationItem; @property(nonatomic) BOOL hidesBottomBarWhenPushed; @property(nonatomic,readonly,retain) UINavigationController *navigationController; @end   这里添加的属性,不会自动生成实例变量,这里添加的属性其实是添加的getter与setter方法。

  注意一点,匿名类别(匿名扩展)是可以添加实例变量的,非匿名类别是不能添加实例变量的,只能添加方法,或者属性(其实也是方法)。


@property坑别踩

再说一个使用@property容易遇到的坑:在init方法里面使用_xxx,而不是self.xxx

下面是从《招聘一个靠谱的iOS》面试题参考答案摘抄过来的,对于上面的坑解释的比较详细,大家可以参考下


下面的代码输出什么?

    @implementation Son : Father
    - (id)init
    {
        self = [super init];
        if (self) {
            NSLog(@"%@", NSStringFromClass([self class]));
            NSLog(@"%@", NSStringFromClass([super class]));
        }
        return self;
    }
    @end

答案:都输出 Son

NSStringFromClass([self class]) = Son  
NSStringFromClass([super class]) = Son  

这个题目主要是考察关于 Objective-C 中对 self 和 super 的理解。

我们都知道:self 是类的隐藏参数,指向当前调用方法的这个类的实例。那 super 呢?

很多人会想当然的认为“ super 和 self 类似,应该是指向父类的指针吧!”。这是很普遍的一个误区。其实 super 是一个 Magic Keyword, 它本质是一个编译器标示符,和 self 是指向的同一个消息接受者!他们两个的不同点在于:super 会告诉编译器,调用 class 这个方法时,要去父类的方法,而不是本类里的。

也就是说[self class]和[super class]调用class这个方法的位置不同,前者调用的是子类的class方法,后者调用的父类的class方法,但是方法的接受者都是当前子类对象,所以输出是一样的。

上面的例子不管调用[self class]还是[super class],接受消息的对象都是当前 Son *xxx 这个对象。

当使用 self 调用方法时,会从当前类的方法列表中开始找,如果没有,就从父类中再找;而当使用 super 时,则从父类的方法列表中开始找。然后调用父类的这个方法。

这也就是为什么说“不推荐在 init 方法中使用点语法”,如果想访问实例变量 iVar 应该使用下划线( _iVar ),而非点语法(self.iVar )。

点语法( self.iVar )的坏处就是子类有可能覆写 setter 。假设 Person 有一个子类叫 ChenPerson,这个子类专门表示那些姓“陈”的人。该子类可能会覆写 lastName 属性所对应的设置方法:

//
//  ChenPerson.m
//  
//
//  Created by https://github.com/ChenYilong on 15/8/30.
//  Copyright (c) 2015年 http://weibo.com/luohanchenyilong/ 微博@iOS程序犭袁. All rights reserved.
//

#import "ChenPerson.h"

@implementation ChenPerson

@synthesize lastName = _lastName;

- (instancetype)init
{
    self = [super init];
    if (self) {
        NSLog(@"🔴类名与方法名:%s(在第%d行),描述:%@", __PRETTY_FUNCTION__, __LINE__, NSStringFromClass([self class]));
        NSLog(@"🔴类名与方法名:%s(在第%d行),描述:%@", __PRETTY_FUNCTION__, __LINE__, NSStringFromClass([super class]));
    }
    return self;
}

- (void)setLastName:(NSString*)lastName
{
    //设置方法一:如果setter采用是这种方式,就可能引起崩溃
//    if (![lastName isEqualToString:@"陈"])
//    {
//        [NSException raise:NSInvalidArgumentException format:@"姓不是陈"];
//    }
//    _lastName = lastName;

    //设置方法二:如果setter采用是这种方式,就不会引起崩溃
    _lastName = @"陈";
    NSLog(@"🔴类名与方法名:%s(在第%d行),描述:%@", __PRETTY_FUNCTION__, __LINE__, @"会调用这个方法,想一下为什么?");

}

@end

在基类 Person 的默认初始化方法中,可能会将姓氏设为空字符串。此时若使用点语法( self.lastName )也即 setter 设置方法,那么调用将会是子类的设置方法,(父类的self)如果在刚刚的 setter 代码中采用设置方法一,那么就会抛出异常,

为了方便采用打印的方式展示,究竟发生了什么,我们使用设置方法二。

如果基类的代码是这样的:

//
//  Person.m
//  nil对象调用点语法
//
//  Created by https://github.com/ChenYilong on 15/8/29.
//  Copyright (c) 2015年 http://weibo.com/luohanchenyilong/ 微博@iOS程序犭袁. All rights reserved.
//  

#import "Person.h"

@implementation Person

- (instancetype)init
{
    self = [super init];
    if (self) {
        self.lastName = @"";(改成_laseName=@"")
        //NSLog(@"🔴类名与方法名:%s(在第%d行),描述:%@", __PRETTY_FUNCTION__, __LINE__, NSStringFromClass([self class]));
        //NSLog(@"🔴类名与方法名:%s(在第%d行),描述:%@", __PRETTY_FUNCTION__, __LINE__, self.lastName);
    }
    return self;
}

- (void)setLastName:(NSString*)lastName
{
    NSLog(@"🔴类名与方法名:%s(在第%d行),描述:%@", __PRETTY_FUNCTION__, __LINE__, @"根本不会调用这个方法");
    _lastName = @"炎黄";
}

@end

那么打印结果将会是这样的:

 🔴类名与方法名:-[ChenPerson setLastName:](在第36行),描述:会调用这个方法,想一下为什么?
 🔴类名与方法名:-[ChenPerson init](在第19行),描述:ChenPerson
 🔴类名与方法名:-[ChenPerson init](在第20行),描述:ChenPerson

我在仓库里也给出了一个相应的 Demo(名字叫:Demo21题下面的代码输出什么)。有兴趣可以跑起来看一下,主要看下他是怎么打印的,思考下为什么这么打印。

接下来让我们利用 runtime 的相关知识来验证一下 super 关键字的本质,使用clang重写命令:

$ clang -rewrite-objc test.m

将这道题目中给出的代码被转化为:

NSLog((NSString*)&__NSConstantStringImpl__var_folders_gm_0jk35cwn1d3326x0061qym280000gn_T_main_a5cecc_mi_0,NSStringFromClass(((Class (*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)self, sel_registerName("class"))));

 NSLog((NSString*)&__NSConstantStringImpl__var_folders_gm_0jk35cwn1d3326x0061qym280000gn_T_main_a5cecc_mi_1,NSStringFromClass(((Class (*)(__rw_objc_super *, SEL))(void *)objc_msgSendSuper)((__rw_objc_super){ (id)self,(id)class_getSuperclass(objc_getClass("Son")) },sel_registerName("class"))));

从上面的代码中,我们可以发现在调用 [self class] 时,会转化成 objc_msgSend函数。看下函数定义:

id objc_msgSend(id self, SEL op, ...)

我们把 self 做为第一个参数传递进去。

而在调用 [super class]时,会转化成 objc_msgSendSuper函数。看下函数定义:

id objc_msgSendSuper(struct objc_super *super, SEL op, ...)

第一个参数是 objc_super 这样一个结构体,其定义如下:

struct objc_super {  
       __unsafe_unretained id receiver;
       __unsafe_unretained Class super_class;
};

结构体有两个成员,第一个成员是 receiver, 类似于上面的 objc_msgSend函数第一个参数self 。第二个成员是记录当前类的父类是什么。

所以,当调用 [self class] 时,实际先调用的是 objc_msgSend函数,第一个参数是 Son当前的这个实例,然后在 Son 这个类里面去找 - (Class)class这个方法,没有,去父类 Father里找,也没有,最后在 NSObject类中发现这个方法。而 - (Class)class的实现就是返回self的类别,故上述输出结果为 Son。

objc Runtime开源代码对- (Class)class方法的实现:

- (Class)class {
    return object_getClass(self);
}

而当调用 [super class]时,会转换成objcmsgSendSuper函数。第一步先构造 objcsuper 结构体,结构体第一个成员就是self 。 第二个成员是 (id)classgetSuperclass(objcgetClass(“Son”)) , 实际该函数输出结果为 Father。

第二步是去 Father这个类里去找 - (Class)class,没有,然后去NSObject类去找,找到了。最后内部是使用objcmsgSend(objcsuper->receiver, @selector(class))去调用,

此时已经和[self class]调用相同了,故上述输出结果仍然返回 Son。

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