Cocoa 框架 For iOS(二)对象的分配初始化、内省、单例
2014-02-15 22:12
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接上一篇 Cocoa 框架总结For iOS(一) ，继续总结Cocoa对象
分配对象：就是Cocoa从应用程序的虚拟内存中为对象分配一块内存。Cocoa会根据对象的实例变量（类型和变量的排列顺序）计算内存大小并分配内存。为了分配内存，你需要向类对象（类对象上篇详细讲了它的由来和作用）发送alloc 或者allocWithZone:发送消息。消息返回一个未初始化的类实例。那发送分配消息除了分配内存外，还做了其他的一些很重要的工作：
对象的保持(retain)数设置为1.
分配的对象的isa指针指向类对象。
把对象所有的实例变量初始化为0.也可以理解成0的等价类型：nil NULL
这样所有的对象都有了isa指针，而且指向它们对应的类对象，这样对象就可以找到它运行时的信息。比如对象在继承层次机构上所在的位置（哪个是父类，哪个是子类等信息），它实现的协议，还有能响应什么消息。
即便如此，alloc之后的对象还不是一个可用的对象，对象必须初始化。
- (id)initWithArray:(NSArray *)array; (from NSSet)
参数形式：WithType:
这时候我们需要：
释放刚刚分配的对象（是不是感觉很浪费，刚分配了又要释放，都没用了呢，没办法的事情啊）
返回已存在的账户对象
有时候你初始化对象失败了，也需要有一些操作。怎么会失败呢？比如：initFromFile: 这个初始化方法，它是要从一个文件初始化，万一这个文件不存在，那就是初始化失败，初始化失败了怎么办：
释放刚刚分配的对象
返回nil
对象不能重复初始化，不然会产生NSInvalidArgumentException异常。
先要调用父类的初始化方法
检查父类初始化返回的对象，如果是nil则初始化失败，也返回nil
在初始化实例变量时，如果它们是其他对象的引用，必要时要进行retain和copy
如果返回一个已存在的对象，那首先释放新分配的对象（刚才提到的账号的类）
遇到问题初始化不成功（比如初始化文件失败），返回nil
如果没有问题，返回self。初始化完成
下面这个例子能说明这几个步骤，请看：
[cpp] view
plaincopy
- (id)initWithAccountID:(NSString *)identifier {
if ( self = [super init] ) {
Account *ac = [accountDictionary objectForKey:identifier];
if (ac) { // object with that ID already exists
[self release];
return [ac retain];
}
if (identifier) {
accountID = [identifier copy]; // accountID is instance variable
[accountDictionary setObject:self forKey:identifier];
return self;
} else {
[self release];
return nil;
}
} else
return nil;
}
注意：子类初始化时，必须先调用父类的初始化方法，以保证继承链中父类的实例变量得到正确的赋值。
下图解释继承链的初始化过程：
[cpp] view
plaincopy
- (void)dealloc {
[accountDictionary release];
if ( mallocdChunk != NULL )
free(mallocdChunk);
[super dealloc];
}
NSDate工厂类方法：
[cpp] view
plaincopy
+ (id)dateWithTimeIntervalSinceNow:(NSTimeInterval)secs;
+ (id)dateWithTimeIntervalSinceReferenceDate:(NSTimeInterval)secs;
+ (id)dateWithTimeIntervalSince1970:(NSTimeInterval)secs;
测试下第一个代码：
[cpp] view
plaincopy
NSDate *now = [NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow: 0];
NSLog(@"now:%@",now);
打印出来now:2012-10-23 06:39:25 +0000
引当前时间为基准，0是当前时间，+0000表示是时区，咱们是8时区，+8是14:39。如果参数是24*60*60是明天的时间，如果是负数那就是昨天的时间。
NSData提供下面的工厂方法：
[cpp] view
plaincopy
+ (id)dataWithBytes:(const void *)bytes length:(unsigned)length;
+ (id)dataWithBytesNoCopy:(void *)bytes length:(unsigned)length;
+ (id)dataWithBytesNoCopy:(void *)bytes length:(unsigned)length
freeWhenDone:(BOOL)b;
+ (id)dataWithContentsOfFile:(NSString *)path;
+ (id)dataWithContentsOfURL:(NSURL *)url;
+ (id)dataWithContentsOfMappedFile:(NSString *)path;
举个 + (id)
dataWithContentsOfURL的例子，下载图片，毫无压力。
[cpp] view
plaincopy
NSURL * url = [NSURL URLWithString:@"http://avatar.csdn.net/2/C/D/1_totogo2010.jpg"];
NSData * data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
UIImage *image = [[UIImage alloc]initWithData:data];
灵活的使用内省能力可以让你的程序更稳定强大。内省可以避免错误地进行消息派发、对象相等的错误判断等问题。下面介绍内省的一些实用方法：
[cpp] view
plaincopy
while ( id anObject = [objectEnumerator nextObject] ) {
if ( [self class] == [anObject superclass] ) {
// do something appropriate...
}
}
返回的两个Class对象看是否相等。
检查类对象的从属关系：isKindOfClass:判断是否是这个类的或这个类的子类的实例。isMemberOfClass: 这个更严格些，判断是否是这个类的实例。例子：
[cpp] view
plaincopy
if ([item isKindOfClass:[NSData class]]) {
const unsigned char *bytes = [item bytes];
unsigned int length = [item length];
// ...
}
respondsToSelector例子：
[cpp] view
plaincopy
- (void)doCommandBySelector:(SEL)aSelector {
if ([self respondsToSelector:aSelector]) {
[self performSelector:aSelector withObject:nil];
} else {
[_client doCommandBySelector:aSelector];
}
}
isEqual方法例子：
[cpp] view
plaincopy
- (void)saveDefaults {
NSDictionary *prefs = [self preferences];
if (![origValues isEqual:prefs])
[Preferences savePreferencesToDefaults:prefs];
}
如果子类增加了实例变量，比较子类需要对子类的实例变量也做比较才能确定对象是否相等时，需要重载isEqual方法：
[cpp] view
plaincopy
- (BOOL)isEqual:(id)other {
if (other == self)
return YES;
if (!other || ![other isKindOfClass:[self class]])
return NO;
return [self isEqualToWidget:other];
}
- (BOOL)isEqualToWidget:(MyWidget *)aWidget {
if (self == aWidget)
return YES;
if (![(id)[self name] isEqual:[aWidget name]])
return NO;
if (![[self data] isEqualToData:[aWidget data]])
return NO;
return YES;
}
可变的对象的类前面都有 Mutable的关键字，这些类有：
NSMutableArray
NSMutableDictionary
NSMutableSet
NSMutableIndexSet
NSMutableCharacterSet
NSMutableData
NSMutableString
NSMutableAttributedString
NSMutableURLRequest
它们都是对应的不可变类的子类。
如果对象都是可变的，那在某些场景中是很不安全和不可靠的。比如你的某个对象当做参数传给了某个方法，你不希望你的对象被改变。这时这个方法却你的变量改变了，这是你不想要的结果。而在另外一些场景却相反。OK，为了对应不同的场景，对象就必须有可变与不可变之分了。
有些时候，用一个不可变对象取代另一个可能更好。比如，大多数保留字符串的实例变量都应该被赋值为一个不可变的NSString对象，而这些对象则用“setter”方法来进行替换。
依靠返回类型来进行可变性提示。
如果你不能确定一个对象是可变的，则将它当成不可变的处理。
声明一个单例对象的静态实例，并初始化为nil。
在该类的类工厂方法（名称类似于“sharedInstance”或“sharedManager”）中生成该类的一个实例，但仅当静态实例为nil的时候。
重载allocWithZone:方法，确保当用户试图直接（而不是通过类工厂方法）分配或初始化类的实例时，不会分配出另一个对象。
实现基本协议方法：copyWithZone:、release、retain、retainCount、和autorelease ，以保证单例的状态。
实现单例的代码例子：
[cpp] view
plaincopy
static MyGizmoClass *sharedGizmoManager = nil;
+ (MyGizmoClass*)sharedManager
{
@synchronized(self) {
if (sharedGizmoManager == nil) {
[[self alloc] init]; // assignment not done here
}
}
return sharedGizmoManager;
}
+ (id)allocWithZone:(NSZone *)zone
{
@synchronized(self) {
if (sharedGizmoManager == nil) {
sharedGizmoManager = [super allocWithZone:zone];
return sharedGizmoManager; // assignment and return on first allocation
}
}
return nil; //on subsequent allocation attempts return nil
}
- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone
{
return self;
}
- (id)retain
{
return self;
}
- (unsigned)retainCount
{
return UINT_MAX; //denotes an object that cannot be released
}
- (void)release
{
//do nothing
}
- (id)autorelease
{
return self;
}
参考： http://developer.apple.com/library/mac/#documentation/Cocoa/Conceptual/CocoaFundamentals/CocoaObjects/CocoaObjects.html#//apple_ref/doc/uid/TP40002974-CH4-SW59
容芳志 (http://blog.csdn.net/totogo2010)
本文遵循“署名-非商业用途-保持一致”创作公用协议
1、Cocoa对象的创建
我们都知道创建一个对象有两步：alloc 和 init（对象分配和初始化），两步缺一不可。初始化一般都是紧接着对象分配的后面进行，但是这两个操作的作用是完全不同的。分配对象：就是Cocoa从应用程序的虚拟内存中为对象分配一块内存。Cocoa会根据对象的实例变量（类型和变量的排列顺序）计算内存大小并分配内存。为了分配内存，你需要向类对象（类对象上篇详细讲了它的由来和作用）发送alloc 或者allocWithZone:发送消息。消息返回一个未初始化的类实例。那发送分配消息除了分配内存外，还做了其他的一些很重要的工作：
对象的保持(retain)数设置为1.
分配的对象的isa指针指向类对象。
把对象所有的实例变量初始化为0.也可以理解成0的等价类型：nil NULL
这样所有的对象都有了isa指针，而且指向它们对应的类对象，这样对象就可以找到它运行时的信息。比如对象在继承层次机构上所在的位置（哪个是父类，哪个是子类等信息），它实现的协议，还有能响应什么消息。
即便如此，alloc之后的对象还不是一个可用的对象，对象必须初始化。
1.1初始化对象
初始化过程就是把对象的实例变量设置成有效合理的值，或者说你想要的数据。如果你的类没有实现初始化方法，它会调用父类的。初始化方法的形式
初始化方法是实例方法，返回的是id类型的对象。初始化方法是讲究形式的，不能乱写。方法你可以有参数，多个也行，但是必须是init开头,比如：- (id)initWithArray:(NSArray *)array; (from NSSet)
参数形式：WithType:
初始化的问题
初始化也有问题？啥问题！？有时候初始化返回的并不是一个新的对象。什么时候呢？ 比如：我们熟悉的单例模式的时候。还有保持对象某个属性唯一的时候。账户类的id唯一性，如果初始化一个id是已存在的id,那就要返回已存在id对应的账户对象。这时候我们需要：
释放刚刚分配的对象（是不是感觉很浪费，刚分配了又要释放，都没用了呢，没办法的事情啊）
返回已存在的账户对象
有时候你初始化对象失败了，也需要有一些操作。怎么会失败呢？比如：initFromFile: 这个初始化方法，它是要从一个文件初始化，万一这个文件不存在，那就是初始化失败，初始化失败了怎么办：
释放刚刚分配的对象
返回nil
对象不能重复初始化，不然会产生NSInvalidArgumentException异常。
实现初始化方法
自定义类可能就需要自己写初始化的方法 了，可以有一个或多个初始化方法，看你设计的类的需要。不过实现初始化方法需要遵循以下步骤：先要调用父类的初始化方法
检查父类初始化返回的对象，如果是nil则初始化失败，也返回nil
在初始化实例变量时，如果它们是其他对象的引用，必要时要进行retain和copy
如果返回一个已存在的对象，那首先释放新分配的对象（刚才提到的账号的类）
遇到问题初始化不成功（比如初始化文件失败），返回nil
如果没有问题，返回self。初始化完成
下面这个例子能说明这几个步骤，请看：
[cpp] view
plaincopy
- (id)initWithAccountID:(NSString *)identifier {
if ( self = [super init] ) {
Account *ac = [accountDictionary objectForKey:identifier];
if (ac) { // object with that ID already exists
[self release];
return [ac retain];
}
if (identifier) {
accountID = [identifier copy]; // accountID is instance variable
[accountDictionary setObject:self forKey:identifier];
return self;
} else {
[self release];
return nil;
}
} else
return nil;
}
注意：子类初始化时，必须先调用父类的初始化方法，以保证继承链中父类的实例变量得到正确的赋值。
下图解释继承链的初始化过程：
1.2 dealloc方法
dealloc和init方法是相呼应的。dealloc确保的是对象的实例变量和动态分配的内存被正确的释放。和init方法相反，父类的dealloc是在释放了其他的之后最后调用的。[cpp] view
plaincopy
- (void)dealloc {
[accountDictionary release];
if ( mallocdChunk != NULL )
free(mallocdChunk);
[super dealloc];
}
1.3 工厂类方法
工厂类方法把分配对象和初始化合二为一，返回创建对象，而且还自动释放。这些方法的形式一般是：+ (type)className...NSDate工厂类方法：
[cpp] view
plaincopy
+ (id)dateWithTimeIntervalSinceNow:(NSTimeInterval)secs;
+ (id)dateWithTimeIntervalSinceReferenceDate:(NSTimeInterval)secs;
+ (id)dateWithTimeIntervalSince1970:(NSTimeInterval)secs;
测试下第一个代码：
[cpp] view
plaincopy
NSDate *now = [NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow: 0];
NSLog(@"now:%@",now);
打印出来now:2012-10-23 06:39:25 +0000
引当前时间为基准，0是当前时间，+0000表示是时区，咱们是8时区，+8是14:39。如果参数是24*60*60是明天的时间，如果是负数那就是昨天的时间。
NSData提供下面的工厂方法：
[cpp] view
plaincopy
+ (id)dataWithBytes:(const void *)bytes length:(unsigned)length;
+ (id)dataWithBytesNoCopy:(void *)bytes length:(unsigned)length;
+ (id)dataWithBytesNoCopy:(void *)bytes length:(unsigned)length
freeWhenDone:(BOOL)b;
+ (id)dataWithContentsOfFile:(NSString *)path;
+ (id)dataWithContentsOfURL:(NSURL *)url;
+ (id)dataWithContentsOfMappedFile:(NSString *)path;
举个 + (id)
dataWithContentsOfURL的例子，下载图片，毫无压力。
[cpp] view
plaincopy
NSURL * url = [NSURL URLWithString:@"http://avatar.csdn.net/2/C/D/1_totogo2010.jpg"];
NSData * data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
UIImage *image = [[UIImage alloc]initWithData:data];
2、运行时内省的能力
内省（Introspection）是面向对象语言和环境的重要特性，Objective-C和Cocoa在这方面做的很好。内省是对象自己检查自己做为运行时对象详细信息的一种能力。这些详细信息包括对象在继承树上的位置，对象是否遵循特定的协议，以及是否可以响应特定的消息。NSObject协议和类定义了很多内省方法，用于查询运行时信息，以便根据对象的特征进行识别。灵活的使用内省能力可以让你的程序更稳定强大。内省可以避免错误地进行消息派发、对象相等的错误判断等问题。下面介绍内省的一些实用方法：
2.1 定位继承关系
NSObject协议声明了几个方法，用于确定对象在类层次中的位置。class返回类的Class对象。superclass返回父类的Class对象。看下面例子：[cpp] view
plaincopy
while ( id anObject = [objectEnumerator nextObject] ) {
if ( [self class] == [anObject superclass] ) {
// do something appropriate...
}
}
返回的两个Class对象看是否相等。
检查类对象的从属关系：isKindOfClass:判断是否是这个类的或这个类的子类的实例。isMemberOfClass: 这个更严格些，判断是否是这个类的实例。例子：
[cpp] view
plaincopy
if ([item isKindOfClass:[NSData class]]) {
const unsigned char *bytes = [item bytes];
unsigned int length = [item length];
// ...
}
2.2 判断方法的实现或者是否遵循某个协议
NSObject还有两个功能更加强大的内省方法，即respondsToSelector:和conformsToProtocol:。两个是实例方法。respondsToSelector判读对象是否实现某个的方法，conformsToProtocol判断是否遵循指定的正式协议（正是协议的意思是实现该协议的所有方法）。所有继承NSObject的类都有有这两个方法。respondsToSelector例子：
[cpp] view
plaincopy
- (void)doCommandBySelector:(SEL)aSelector {
if ([self respondsToSelector:aSelector]) {
[self performSelector:aSelector withObject:nil];
} else {
[_client doCommandBySelector:aSelector];
}
}
2.3 对象的比较
hash和isEqual:方法都在NSObject协议中声明，且彼此关系紧密。实现hash方法会返回一个整型数。两个对象相等意味着它们有相同的哈希值。如果您的对象可能被包含在象NSSet这样的集合中，则需要定义hash方法，并确保该方法在两个对象相等的时候返回相同的哈希值。不过NSObject类中缺省的isEqual实现只是简单地检查指针是否相等。isEqual方法例子：
[cpp] view
plaincopy
- (void)saveDefaults {
NSDictionary *prefs = [self preferences];
if (![origValues isEqual:prefs])
[Preferences savePreferencesToDefaults:prefs];
}
如果子类增加了实例变量，比较子类需要对子类的实例变量也做比较才能确定对象是否相等时，需要重载isEqual方法：
[cpp] view
plaincopy
- (BOOL)isEqual:(id)other {
if (other == self)
return YES;
if (!other || ![other isKindOfClass:[self class]])
return NO;
return [self isEqualToWidget:other];
}
- (BOOL)isEqualToWidget:(MyWidget *)aWidget {
if (self == aWidget)
return YES;
if (![(id)[self name] isEqual:[aWidget name]])
return NO;
if (![[self data] isEqualToData:[aWidget data]])
return NO;
return YES;
}
3、对象可变性(mutable)
3.1 为什么要有可变与不可变对象
创建对象的时候，选可变的对象还是选不可变的对象呢？怎么决定呢。先看看为什么要有可变与不可变这两种对象的存在。可变的对象的类前面都有 Mutable的关键字，这些类有：
NSMutableArray
NSMutableDictionary
NSMutableSet
NSMutableIndexSet
NSMutableCharacterSet
NSMutableData
NSMutableString
NSMutableAttributedString
NSMutableURLRequest
它们都是对应的不可变类的子类。
如果对象都是可变的，那在某些场景中是很不安全和不可靠的。比如你的某个对象当做参数传给了某个方法，你不希望你的对象被改变。这时这个方法却你的变量改变了，这是你不想要的结果。而在另外一些场景却相反。OK，为了对应不同的场景，对象就必须有可变与不可变之分了。
3.2 什么时候用可变对象
当需要在对象创建之后频繁或不断地对其内容进行修改时，请使用可变对象有些时候，用一个不可变对象取代另一个可能更好。比如，大多数保留字符串的实例变量都应该被赋值为一个不可变的NSString对象，而这些对象则用“setter”方法来进行替换。
依靠返回类型来进行可变性提示。
如果你不能确定一个对象是可变的，则将它当成不可变的处理。
4、创建单例
创建单例的步骤：声明一个单例对象的静态实例，并初始化为nil。
在该类的类工厂方法（名称类似于“sharedInstance”或“sharedManager”）中生成该类的一个实例，但仅当静态实例为nil的时候。
重载allocWithZone:方法，确保当用户试图直接（而不是通过类工厂方法）分配或初始化类的实例时，不会分配出另一个对象。
实现基本协议方法：copyWithZone:、release、retain、retainCount、和autorelease ，以保证单例的状态。
实现单例的代码例子：
[cpp] view
plaincopy
static MyGizmoClass *sharedGizmoManager = nil;
+ (MyGizmoClass*)sharedManager
{
@synchronized(self) {
if (sharedGizmoManager == nil) {
[[self alloc] init]; // assignment not done here
}
}
return sharedGizmoManager;
}
+ (id)allocWithZone:(NSZone *)zone
{
@synchronized(self) {
if (sharedGizmoManager == nil) {
sharedGizmoManager = [super allocWithZone:zone];
return sharedGizmoManager; // assignment and return on first allocation
}
}
return nil; //on subsequent allocation attempts return nil
}
- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone
{
return self;
}
- (id)retain
{
return self;
}
- (unsigned)retainCount
{
return UINT_MAX; //denotes an object that cannot be released
}
- (void)release
{
//do nothing
}
- (id)autorelease
{
return self;
}
参考： http://developer.apple.com/library/mac/#documentation/Cocoa/Conceptual/CocoaFundamentals/CocoaObjects/CocoaObjects.html#//apple_ref/doc/uid/TP40002974-CH4-SW59
容芳志 (http://blog.csdn.net/totogo2010)
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