Objective-C学习大纲 一

本文为台湾出版的《Objective-C学习大纲》的翻译文档，系统介绍了Objective-C代码，很多名词为台湾同胞特指词汇，在学习时仔细研读才能体会。

AD：

所有这篇初学者指南的塬始码都可以由 objc.tar.gz 下载。这篇教学中的许多範例都是由 Steve Kochan 在 Programming in Objective-C. 一书中撰写。如果你想得到更多详细资讯及範例，请直接参考该书。这个网站上登载的所有範例皆经过他的允许，所以请勿复製转载。

设定环境

Linux/FreeBSD: 安装 GNUStep

为了编译 GNUstep 应用程式，必须先执行位于 /usr/GNUstep/System/Makefiles/GNUstep.sh 的 GNUstep.sh 这个档案。这个路径取决于你的系统环境，有些是在 /usr, some /usr/lib，有些是 /usr/local。如果你的 shell 是以 csh/tcsh 为基础的 shell，则应该改用 GNUStep.csh。建议把这个指令放在 .bashrc 或 .cshrc 中。

Mac OS X: 安装 XCode

Windows NT 5.X: 安装 cygwin 或 mingw，然后安装 GNUStep

前言

这篇教学假设你已经有一些基本的 C 语言知识，包括 C 资料型别、什么是函式、什么是回传值、关于指标的知识以及基本的 C 语言记忆体管理。如果您没有这些背景知识，我非常建议你读一读 K&R 的书：The C Programming Language(译注：台湾出版书名为 C 程式语言第二版)这是 C 语言的设计者所写的书。

Objective-C，是 C 的衍生语言，继承了所有 C 语言的特性。是有一些例外，但是它们不是继承于 C 的语言特性本身。

nil：在 C/C++ 你或许曾使用过 NULL，而在 Objective-C 中则是 nil。不同之处是你可以传递讯息给 nil(例如 [nil message];)，这是完全合法的，然而你却不能对 NULL 如法炮製。

BOOL：C 没有正式的布林型别，而在 Objective-C 中也不是「真的」有。它是包含在 Foundation classes(基本类别库)中(即 import NSObject.h;nil 也是包括在这个标头档内)。BOOL 在 Objective-C 中有两种型态：YES 或 NO，而不是 TRUE 或 FALSE。

#import vs #include：就如同你在 hello world 範例中看到的，我们使用了 #import。#import 由 gcc 编译器支援。我并不建议使用 #include，#import 基本上跟 .h 档头尾的 #ifndef #define #endif 相同。许多程式员们都同意，使用这些东西这是十分愚蠢的。无论如何，使用 #import 就对了。这样不但可以避免麻烦，而且万一有一天 gcc 把它拿掉了，将会有足够的 Objective-C 程式员可以坚持保留它或是将它放回来。偷偷告诉你，Apple 在它们官方的程式码中也使用了 #import。所以万一有一天这种事真的发生，不难预料 Apple 将会提供一个支援 #import 的 gcc 分支版本。

在 Objective-C 中， method 及 message 这两个字是可以互换的。不过 messages 拥有特别的特性，一个 message 可以动态的转送给另一个物件。在 Objective-C 中，唿叫物件上的一个讯息并不一定表示物件真的会实作这个讯息，而是物件知道如何以某种方式去实作它，或是转送给知道如何实作的物件。

编译 hello world

hello.m

#import

intmain(intargc,constchar*argv[]){

printf("helloworld\n");

return0;

}

输出

helloworld

在Objective-C中使用#import代替#include

Objective-C的预设副档名是.m

创建classes

@interface

Fraction.h

#import

@interfaceFraction:NSObject{

intnumerator;

intdenominator;

}

-(void)print;

-(void)setNumerator:(int)n;

-(void)setDenominator:(int)d;

-(int)numerator;

-(int)denominator;

@end

NSObject：NeXTStep Object 的缩写。因为它已经改名为 OpenStep，所以这在今天已经不是那么有意义了。

继承(inheritance)以 Class: Parent 表示，就像上面的 Fraction: NSObject。

夹在 @interface Class: Parent { .... } 中的称为 instance variables。

没有设定存取权限(protected, public, private)时，预设的存取权限为 protected。设定权限的方式将在稍后说明。

Instance methods 跟在成员变数(即 instance variables)后。格式为：scope (returnType) methodName: (parameter1Type) parameter1Name;

scope 有class 或 instance 两种。instance methods 以 - 开头，class level methods 以 + 开头。

Interface 以一个 @end 作为结束。

@implementation

Fraction.m

#import"Fraction.h"

#import

@implementationFraction

-(void)print{

printf("%i/%i",numerator,denominator);

}

-(void)setNumerator:(int)n{

nnumerator=n;

}

-(void)setDenominator:(int)d{

ddenominator=d;

}

-(int)denominator{

returndenominator;

}

-(int)numerator{

returnnumerator;

}

@end

Implementation 以 @implementation ClassName 开始，以 @end 结束。

Implement 定义好的 methods 的方式，跟在 interface 中宣告时很近似。

把它们凑在一起

main.m

#import

#import"Fraction.h"

intmain(intargc,constchar*argv[]){

//createanewinstance

Fraction*frac=[[Fractionalloc]init];

//setthevalues

[fracsetNumerator:1];

[fracsetDenominator:3];

//printit

printf("Thefractionis:");

[fracprint];

printf("\n");

//freememory

[fracrelease];

return0;

}

output

Thefractionis:1/3

Fraction*frac=[[Fractionalloc]init];

这行程式码中有很多重要的东西。

在 Objective-C 中唿叫 methods 的方法是 [object method]，就像 C++ 的 object->method()。

Objective-C 没有 value 型别。所以没有像 C++ 的 Fraction frac; frac.print(); 这类的东西。在 Objective-C 中完全使用指标来处理物件。

这行程式码实际上做了两件事： [Fraction alloc] 唿叫了 Fraction class 的 alloc method。这就像 malloc 记忆体，这个动作也做了一样的事情。

[object init] 是一个建构子(constructor)唿叫，负责初始化物件中的所有变数。它唿叫了 [Fraction alloc] 传回的 instance 上的 init method。这个动作非常普遍，所以通常以一行程式完成：Object *var = [[Object alloc] init];

[frac setNumerator: 1] 非常简单。它唿叫了 frac 上的 setNumerator method 并传入 1 为参数。

如同每个 C 的变体，Objective-C 也有一个用以释放记忆体的方式： release。它继承自 NSObject，这个 method 在之后会有详尽的解说。

详细说明...

多重参数

目前为止我还没展示如何传递多个参数。这个语法乍看之下不是很直觉，不过它却是来自一个十分受欢迎的 Smalltalk 版本。

Fraction.h

...

-(void)setNumerator:(int)nandDenominator:(int)d;

...

Fraction.m

...

-(void)setNumerator:(int)nandDenominator:(int)d{

nnumerator=n;

ddenominator=d;

}

...

main.m

#import

#import"Fraction.h"

intmain(intargc,constchar*argv[]){

//createanewinstance

Fraction*frac=[[Fractionalloc]init];

Fraction*frac2=[[Fractionalloc]init];

//setthevalues

[fracsetNumerator:1];

[fracsetDenominator:3];

//combinedset

[frac2setNumerator:1andDenominator:5];

//printit

printf("Thefractionis:");

[fracprint];

printf("\n");

//printit

printf("Fraction2is:");

[frac2print];

printf("\n");

//freememory

[fracrelease];

[frac2release];

return0;

}

output

Thefractionis:1/3

Fraction2is:1/5

这个 method 实际上叫做 setNumerator:andDenominator:

加入其他参数的方法就跟加入第二个时一样，即 method:label1:label2:label3: ，而唿叫的方法是 [obj method: param1 label1: param2 label2: param3 label3: param4]

Labels 是非必要的，所以可以有一个像这样的 method：method:::，简单的省略 label 名称，但以 : 区隔参数。并不建议这样使用。

建构子(Constructors)

Fraction.h

...

-(Fraction*)initWithNumerator:(int)ndenominator:(int)d;

...

Fraction.m

...

-(Fraction*)initWithNumerator:(int)ndenominator:(int)d{

self=[superinit];

if(self){

[selfsetNumerator:nandDenominator:d];

}

returnself;

}

...

main.m

#import

#import"Fraction.h"

intmain(intargc,constchar*argv[]){

//createanewinstance

Fraction*frac=[[Fractionalloc]init];

Fraction*frac2=[[Fractionalloc]init];

Fraction*frac3=[[Fractionalloc]initWithNumerator:3denominator:10];

//setthevalues

[fracsetNumerator:1];

[fracsetDenominator:3];

//combinedset

[frac2setNumerator:1andDenominator:5];

//printit

printf("Thefractionis:");

[fracprint];

printf("\n");

printf("Fraction2is:");

[frac2print];

printf("\n");

printf("Fraction3is:");

[frac3print];

printf("\n");

//freememory

[fracrelease];

[frac2release];

[frac3release];

return0;

}

output

Thefractionis:1/3

Fraction2is:1/5

Fraction3is:3/10

@interface 裡的宣告就如同正常的函式。

@implementation 使用了一个新的关键字：super

如同 Java，Objective-C 只有一个 parent class(父类别)。

使用 [super init] 来存取 Super constructor，这个动作需要适当的继承设计。

你将这个动作回传的 instance 指派给另一新个关键字：self。Self 很像 C++ 与 Java 的 this 指标。

if ( self ) 跟 ( self != nil ) 一样，是为了确定 super constructor 成功传回了一个新物件。nil 是 Objective-C 用来表达 C/C++ 中 NULL 的方式，可以引入 NSObject 来取得。

当你初始化变数以后，你用传回 self 的方式来传回自己的位址。

预设的建构子是 -(id) init。

技术上来说，Objective-C 中的建构子就是一个 "init" method，而不像 C++ 与 Java 有特殊的结构。

存取权限

预设的权限是 @protected

Java 实作的方式是在 methods 与变数前面加上 public/private/protected 修饰语，而 Objective-C 的作法则更像 C++ 对于 instance variable(译注：C++ 术语一般称为 data members)的方式。

Access.h

#import

@interfaceAccess:NSObject{

@public

intpublicVar;

@private

intprivateVar;

intprivateVar2;

@protected

intprotectedVar;

}

@end

Access.m

#import"Access.h"

@implementationAccess

@end

main.m

#import"Access.h"

#import

intmain(intargc,constchar*argv[]){

Access*a=[[Accessalloc]init];

//works

a->publicVar=5;

printf("publicvar:%i\n",a->publicVar);

//doesn'tcompile

//a->privateVar=10;

//printf("privatevar:%i\n",a->privateVar);

[arelease];

return0;

}

output

publicvar:5

如同你所看到的，就像 C++ 中 private: [list of vars] public: [list of vars] 的格式，它只是改成了@private, @protected, 等等。

Class level access

ClassA.h

#import

staticintcount;

@interfaceClassA:NSObject

+(int)initCount;

+(void)initialize;

@end

ClassA.m

#import"ClassA.h"

@implementationClassA

-(id)init{

self=[superinit];

count++;

returnself;

}

+(int)initCount{

returncount;

}

+(void)initialize{

count=0;

}

@end

main.m

#import"ClassA.h"

#import

intmain(intargc,constchar*argv[]){

ClassA*c1=[[ClassAalloc]init];

ClassA*c2=[[ClassAalloc]init];

//printcount

printf("ClassAcount:%i\n",[ClassAinitCount]);

ClassA*c3=[[ClassAalloc]init];

//printcountagain

printf("ClassAcount:%i\n",[ClassAinitCount]);

[c1release];

[c2release];

[c3release];

return0;

}

output

ClassAcount:2

ClassAcount:3

static int count = 0; 这是 class variable 宣告的方式。其实这种变数摆在这裡并不理想，比较好的解法是像 Java 实作 static class variables 的方法。然而，它确实能用。

+(int) initCount; 这是回传 count 值的实际 method。请注意这细微的差别!这裡在 type 前面不用减号 - 而改用加号 +。加号 + 表示这是一个 class level function。(译注：许多文件中，class level functions 被称为 class functions 或 class method)

存取这个变数跟存取一般成员变数没有两样，就像 ClassA 中的 count++ 用法。

+(void) initialize method is 在 Objective-C 开始执行你的程式时被唿叫，而且它也被每个 class 唿叫。这是初始化像我们的 count 这类 class level variables 的好地方。

异常情况(Exceptions)

注意：异常处理只有 Mac OS X 10.3 以上才支援。

CupWarningException.h

#import

@interfaceCupWarningException:NSException

@end

CupWarningException.m

#import"CupWarningException.h"

@implementationCupWarningException

@end

CupOverflowException.h

#import

@interfaceCupOverflowException:NSException

@end

CupOverflowException.m

#import"CupOverflowException.h"

@implementationCupOverflowException

@end

Cup.h

#import

@interfaceCup:NSObject{

intlevel;

}

-(int)level;

-(void)setLevel:(int)l;

-(void)fill;

-(void)empty;

-(void)print;

@end

Cup.m

#import"Cup.h"

#import"CupOverflowException.h"

#import"CupWarningException.h"

#import

#import

@implementationCup

-(id)init{

self=[superinit];

if(self){

[selfsetLevel:0];

}

returnself;

}

-(int)level{

returnlevel;

}

-(void)setLevel:(int)l{

llevel=l;

if(level>100){

//throwoverflow

NSException*e=[CupOverflowException

exceptionWithName:@"CupOverflowException"

reason:@"Thelevelisabove100"

userInfo:nil];

@throwe;

}elseif(level>=50){

//throwwarning

NSException*e=[CupWarningException

exceptionWithName:@"CupWarningException"

reason:@"Thelevelisaboveorat50"

userInfo:nil];

@throwe;

}elseif(level<0){

//throwexception

NSException*e=[NSException

exceptionWithName:@"CupUnderflowException"

reason:@"Thelevelisbelow0"

userInfo:nil];

@throwe;

}

}

-(void)fill{

[selfsetLevel:level+10];

}

-(void)empty{

[selfsetLevel:level-10];

}

-(void)print{

printf("Cuplevelis:%i\n",level);

}

@end

main.m

#import"Cup.h"

#import"CupOverflowException.h"

#import"CupWarningException.h"

#import

#import

#import

#import

intmain(intargc,constchar*argv[]){

NSAutoreleasePool*pool=[[NSAutoreleasePoolalloc]init];

Cup*cup=[[Cupalloc]init];

inti;

//thiswillwork

for(i=0;i<4;i++){

[cupfill];

[cupprint];

}

//thiswillthrowexceptions

for(i=0;i<7;i++){

@try{

[cupfill];

}@catch(CupWarningException*e){

printf("%s:",[[ename]cString]);

}@catch(CupOverflowException*e){

printf("%s:",[[ename]cString]);

}@finally{

[cupprint];

}

}

//throwagenericexception

@try{

[cupsetLevel:-1];

}@catch(NSException*e){

printf("%s:%s\n",[[ename]cString],[[ereason]cString]);

}

//freememory

[cuprelease];

[poolrelease];

}

output

Cuplevelis:10

Cuplevelis:20

Cuplevelis:30

Cuplevelis:40

CupWarningException:Cuplevelis:50

CupWarningException:Cuplevelis:60

CupWarningException:Cuplevelis:70

CupWarningException:Cuplevelis:80

CupWarningException:Cuplevelis:90

CupWarningException:Cuplevelis:100

CupOverflowException:Cuplevelis:110

CupUnderflowException:Thelevelisbelow0

NSAutoreleasePool 是一个记忆体管理类别。现在先别管它是干嘛的。

Exceptions(异常情况)的丢出不需要扩充(extend)NSException 物件，你可简单的用 id 来代表它： @catch ( id e ) { ... }

还有一个 finally 区块，它的行为就像 Java 的异常处理方式，finally 区块的内容保证会被唿叫。

Cup.m 裡的 @"CupOverflowException" 是一个 NSString 常数物件。在 Objective-C 中，@ 符号通常用来代表这是语言的衍生部分。C 语言形式的字串(C string)就像 C/C++ 一样是 "String constant" 的形式，型别为 char *。