Objective-C语法总结

Objective-C类的声明

在OC中，定义一个类的过程和C++类似，先有一个声明，然后再实现相应的函数。不过C++比较自由，既可以像Java一样所有函数都在类内实现，也可以不都在类内实现，将一部分函数或者全部函数转移到类外实现。而在OC中这方面的规定较为严格。即——只能在声明中定义变量（亦或称为属性），只能在类实现中实现方法（函数）。具体使用形式如下：

//Objective-C类的声明
@interface 类名 : 父类名 <实现的协议1,实现的协议2, … >
//定义变量、声明方法
@end

从中可以看出，OC和Java一样，不允许多重继承，而多重继承的类似实现方式可以使用协议，也可以使用类目来进行。
一般而言，类的声明写在头文件（h文件）中，因为OC在#import导入文件的时候，只允许导入头文件，所以在头文件中定义的变量（属性）和方法（函数）都是对其他文件可见的。

Objective-C类的实现

OC中类的实现用于实现在声明中或者扩展中定义的方法（函数），类目实现用于实现类目声明中定义的方法（函数）。前者的使用形式如下：

//Objective-C类的实现
@implementation 类名
//实现方法，禁止定义变量
@end

值得注意的是，可以实现没有在声明中声明的方法，因为一般只会导入h文件，所以这样的方法是对其他类隐藏的（类似于C++的私有函数），但是这些被隐藏的方法并非是私有的，通过一些途径还可以访问只在实现中实现的方法。但是Apple不建议您这样做。
记住：不能在实现中定义变量。

Objective-C类的Category（类目）

OC中为了简化继承结构，提出了一种更简单的向现有类添加方法的手段，这被称为Category（类目）。Category是OC语言特有的，并且这种特性让很多其他语言为之眼红。Category可以很方便的向现有的类添加方法，但是注意不可以添加变量。Category不会构造出一个新的子类，所以它不是继承关系，被添加的方法和原来在父类中的方法的地位等同，但是如果出现了覆盖现象，则只能调用Category定义的方法。使用形式为：

//Objective-C的类目声明
@interface 类名 (类目名)
//添加方法的声明，禁止添加变量
@end

//Objective-C的类目实现
@implementation 类名 (类目名)
//添加方法的实现
@end

请注意，Category并不是一个类，你依然只能使用原有类的名字，但是通过这个类或者这个类的对象可以使用所有Category中的所有方法，就好像他们原本就在类中被声明和实现一样，这无疑是非常方便的。

Objective-C类的Extension（扩展）

在OC中，除了可以使用Category向现有的类添加方法之外，还可以使用Extension（扩展），在形式上，Extension就好像一个匿名的Category，但是Extension允许你向类中添加变量和方法，而且Extension不需要单独编写实现，需要实现的方法应该直接写在原有的@implementation中，形式如下：

//Objective-C的扩展声明
@interface 类名 ()
//添加方法的声明，添加变量
@end

上面添加的方法应该直接在类的实现中实现（参考Objective-C类的实现）
一般而言Extension定义在m文件中，所以Extension中的属性和方法是不对外部和子类公开的，但这并不是绝对的。实际上，因为在导入文件的时候只导入了h文件，并没有导入m文件，所以实际情况是，其他文件中的类和对象根本就找不到m文件中的东西，因为本来它们就只导入了h文件。如果导入m文件的话，也是可以访问Extension中的函数的。但是大多数情况下，系统编写的类或者非开源的类不会公开m文件，也就是隐藏了方法的实现，这样的话Extension中的函数自然就被隐藏了。

Objective-C类的初始化方法（类似C++类的构造函数）

在OC中，也存在类似于C++和Java“构造函数”的东西，但是其机制和C++和Java语言有很大不同。OC中建立一个对象要分两个步骤，一个是发送alloc消息分配空间，一个是发送init消息初始化对象。在OC中没有真正的“构造函数”——也就是那个和类名相同的、无返回值的函数。在OC中，方法名以类名开头（首字母小写）的方法一般是静态初始化方法，和Java中的工厂方法比较类似。例如上文中NSString*类型的

+(instancetype)stringWithFormat:

+(instancetype)stringWithCString:encoding:

等。这类函数可以直接返回一个初始化好的对象。而另一类以init开头的方法一般是动态初始化方法，例如NSString *类型的-initWithFormat:、-initWithCString:encoding:等。这类方法必须在先发送过alloc消息的基础上才可以发送，否则会抛出异常。

此外，和C++、Java特别不同的一点是，OC的初始化方法是有返回值的，其返回值就是当前类的对象指针，例如NSString类型的初始化方法将返回NSString类型，在方法末要加上return self。但是在OC继承中，因为OC的初始化方法就是普通方法，所以也会一并继承到子类中，如果不覆盖继承来的初始化方法，那么这个方法就会返回错误的类型——也就是返回一个父类对象指针。Apple为了解决这个问题，引入了instancetype类型，这个类型可以自动返回该类的对象指针。所以我们在自己编写初始化方法的时候，一律使用instancetype类型作为返回值。注意：instancetype类型和id类型是不同的，instancetype类型是当前类的对象指针，而id类型是任意类型的对象指针。

Objective-C中的引用计数机制

在定义一个属性或者一个变量的时候，可以指定变量的引用计数特性，包括retain、assign、copy、strong、weak、unsafe_unretained，这些属性都和Objective-C的引用计数机制有关。

定义引用计数属性的方式：

//使用property：
@property (特性) 类型 属性名;
//不使用property：
__特性 类型 变量名;

下面详细讲解引用计数机制：OC为了解决C语言内存管理的问题，使用引用计数的方法来管理内存。首先我们知道，在OC中所有的对象都是指针，对象所占用的内存都是动态分配产生的，按照C和C++的原理，这些内存需要用户自己去管理。但是在OC中，只要使用了引用计数，用户就无需使用手动管理内存。我们在程序中申请一片空间用于存放对象的时候，系统会自动为该空间建立引用计数，每有一个指针指向这块空间，该空间的引用计数就加1，当一个指针不再指向该内存空间的时候（改为指向nil或者指向其他内存空间），这块空间的引用计数就降为0，被立即释放，同时指针也不会指向任意位置内存，而是指向nil来保证安全。这就是引用计数机制。在iOS5以及更高版本引入了ARC机制，这样我们可以更方便的管理内存。上述关键字对属性或者变量的引用计数特性的影响如下：

retain：使用引用计数，在函数参数传递时，使用的是指针传递，引用计数+1，引用计数=0的时候对象将释放，这是除NSString*以外的类型的默认设置，只能用于对象。

copy：参数传递时拷贝对象，在函数参数传递时，使用的是值传递，原有对象的引用计数不变，直接为形参建立新的内存空间，引用计数=0的时候对象将释放，这是NSString*类型的默认设置，只能用于对象。

strong：强指针类型，使用引用计数，strong是ARC机制的关键字，本质上和retain没有区别。

weak：弱指针类型，使用引用计数，weak是ARC机制的关键字，和retain类似，但是使用weak指针可以保证不会出现强引用循环现象（如果不能理解的话就随便看看吧）。

**强引用循环：两个strong指针互相指向的时候，这两块内存空间的引用计数都无法降为0，这时候就会发生内存泄漏，这称为强引用循环。将其中一个指针改为weak指针即可解决此问题。

unsafe_unretained：不使用引用计数，完全按C和C++的模式管理。

assign：不使用引用计数，值传递，只能用于NSInteger等基本类型。

Objective-C中的协议

Objective-C的Protocol（协议）类似于Java的接口，是一些方法声明的集合，在协议中可以规定若干方法，方法分为@required类型（默认为此类型）和@optional类型，前者是必须实现的，后者是可选实现的。一个类可以实现多个协议，但是只能继承一个父类，在实现协议的时候，必须实现协议中规定的@required方法，否则会出现警告。协议实际上可以理解为“多个类之间的约定”。通过实现相同的协议，一个类可以安全的调用另一个类的某些方法，只要他们都位于协议中并且是@requierd的。在UITableView的实现中就用到了这种关系，在UITableView类中会自动调用一些方法来设置UITableView的一些属性，而这些属性应该在UITableView对应的视图控制器中进行设置，所以要将这些方法放入对应的UIViewController类中，如何确保这个类中确实存在这些方法，在调用的时候不会出错呢？只需要规定一个协议，把需要调用的方法放入其中，让使用UITableView的视图控制器去实现即可。这种方式被称为委托设计模式。详见Delegate设计模式

协议的定义：

@protocol 协议名 <父协议>

@required
//必须实现的方法声明
@optional
//可选实现的方法声明

@end

注意：协议中不可以实现方法，只能声明，方法的实现应该交给实现这个协议的类来完成。

协议的实现

@interface 类名 : 父类名 <实现的协议1,实现的协议2, …>
…
@end

@implementation 类名
//实现协议中规定的方法
@end

Target-Action（目标-动作）设计模式

使用IBAction的时候，实际上是用到了Taget-Action设计模式。这种设计模式的工作方式是：当某个特定的Event发生的时候，发送者（sender）会向一个指定的目标（target）发送一个之前设定好的IBAction消息。例如当一个UIButton被点击的时候，该按钮就是发送者（sender），通过定义IBAction，将其目标声明为对应的UIViewController，同时UIButton调用了UIViewController中对应的IBAction消息，这就是Target-Action设计模式的工作方式。

Delegate（委托）设计模式

在Target-Action设计模式中，针对不同的Event，需要定义不同的IBAction方法。实现类似的功能还可以使用Delegate（委托）设计模式。这种设计模式的原理是，原本的消息发送者将具有一个delegate属性，可以将其他类定义成消息发送者的delegate。在该对象的某个事件发生的时候，因为该对象可能不能自己处理这个事件，所以它就通过“委托”的方式，调用Delegate方法来实现相应的功能，这种设计模式称为Delegate设计模式，是通过协议来实现的。

例如当UITableView的某个单元格被点击的时候，实际上UITableView自身是无法处理这个事件的，单元格被点击之后要做什么应该由其对应的UIViewController来决定，这时候就把UITableView的delegate属性设置为这个视图控制器，并且这个视图控制器来实现UITableView的一个协议（协议中规定了作为一个合格的委托应该实现的方法）。这样在视图控制器类里实现对应的代理方法（委托方法），就完成了这一事件的处理。

NSObject*类型

OC中所有类的共同父类是NSObject*类型，其中包含了一些基本的方法，例如alloc和init等。

NSString*字符串类型

OC的字符串类型：NSString*类型，默认属性是copy，可以直接用赋值语句来创建一个字符串，也可以使用初始化方法创建，一般使用以下几种：

+(instancetype)stringWithFormat:(nonnull NSString *), …

该方法可以用各种类型的数据生成一个NSString*对象

+(instancetype)stringWithCString:(nonnull const char *) encoding:(NSStringEncoding)

该方法可以使用encoding指定的编码，利用一个const char类型的C风格字符串初始化一个NSString对象

还有很多初始化方法，可以根据Xcode的自动提示或者API文档学习，将上述方法中的string改为init，就是对应的动态方法（带“-”号的）。上面的都是静态方法，在实际应用过程中，静态方法的使用更为广泛。

还有一些方法可以将字符串转化为数字，一般使用以下几个：

-(NSInteger)integerValue

该方法可以将字符串转换为整数，如果向含有非数值的字符串发送该消息，则会自动截断非数值部分。

-(int)intvalue

和上面的方法类似，只不过是转化为int类型（NSInteger在64位机上是long）。

-(double)doubleValue

和上面的方法类似，只不过是转化为double类型。

NSString是常量字符串，其值不可改变，可以改变值的字符串类型是NSMutableString类型，但是我们形式上也可以通过赋值“改变”一个NSString字符串的值，但是这种改变实际上是重新申请了一个对象，详见引用计数机制。

NSArray*数组类型

OC和Java一样，数组都作为类来出现，这样的好处就是可以使用各种方法，扩展数组的功能。OC中的数组类型也分NSArray和NSMutableArray类型，区别和上面的字符串类型相同，一个是常量数组，一个是可变数组（实际上就是链表）。这里的可变指的是数组的长度，也就是说NSMutableArray的长度是可以随时扩展的，而NSArray的长度和C++一样，不能扩展。下面介绍NSArray*的常用方法：

初始化方法：

+(instancetype)arrayWithObjects:(nonnull id), … , nil

这个方法可以返回一个数组，并通过后面的参数向数组中添加元素

+(instancetype)array

建立一个空数组

-(id)objectAtIndex:(NSUInteger)

返回以给定无符号数为下标的元素，返回值是任意对象的指针

-(id)objectAtIndexes:(nonnull NSIndexSet*)

返回一个元素组（多个元素），NSIndexSet*是一个元素组类型，在介绍UITableView时会介绍。

NSMutableArray*的常用方法：

+(instancetype)arrayWithObjects:(nonnull id), … , nil