iOS开发之基础篇（12）—— Category（分类）、Extension（扩展）

版本

Xcode 8.3.2

一、分类

Category这里称分类（另说类别、类目）。
分类的作用：扩展已有类（包括系统类）的功能。比如给NSString增加一个字符串反转的方法。你可能想到了，用继承也可以增加这个功能。那为什么又搞出个分类呢？不妨来对比一下。

1、继承(Inherit) VS 分类(Category)

• 继承

  继承特点：
  1）子类可以扩展自己特有的属性（包括新增成员变量），但是不能访问父类的私有成员变量。
  2）子类可以扩展自己特有的方法，且新方法可以与原方法同名，而不会对父类原方法产生影响。

  什么情况下使用继承？
  1）扩展类的属性。
  2）新扩展的方法与原方法同名，但是还需要使用父类的实现。

• 分类

  分类特点：
  1）分类可以在不改变类名和原有类的实现的前提下，进行类的扩展。
  2）在方法内部可以访问原有类的成员变量（在头文件中定义的成员变量），不能给原有类增加成员变量（使用@property只能生成setter和getter方法的声明，不能生成方法的实现，也不会生成带“_”的成员变量）。 可以给原有类添加属性：使用Runtime里的运行时关联对象方法来实现属性的setter和getter方法。
  3）分类与原有类不能有同名的方法。因为这样会覆盖原类的实现，而无法访问到原来的方法。
  4）分类之间也不能有同名的方法。因为最后编译的那个方法会覆盖其他方法。

  什么情况下使用分类？
  1）针对系统类（例如：NSString、NSArray、NSNumber等），系统本身不提倡使用继承去扩展方法，因为这些类内部实现对继承有所限制，所以应使用分类的方式扩展。
  2）分类支持开发人员针对自己构建的类，把相关的方法分组到多个单独的文件中，对于大型而复杂的类，这有助于提高可维护性，并简化单个源文件的管理。

2、给分类添加方法

步骤：

• 为原有类创建一个分类
• 在分类中增加新方法的声明和实现

按图：

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注意到上图中的+Revers和(Revers)，这些是固定格式，表过不提。

接下来贴上开头提到的字符串反转代码：

.h文件

#import 

@interface NSString (Revers)

// 字符串反转方法
-(NSString *)stringByReversString;

@end

.m文件

#import "NSString+Revers.h"

@implementation NSString (Revers)

// 字符串反转方法
-(NSString *)stringByReversString {

    NSUInteger length = [self length];
    NSMutableArray *array = [NSMutableArray arrayWithCapacity:length];

    for(long i=length-1; i>=0; i--){
        unichar c = [self characterAtIndex:i];
        [array addObject:[NSString stringWithFormat:@"%c",c]];
    }

    NSMutableString *str = [NSMutableString stringWithCapacity:length];
    for(int i=0; i<=length-1; i++){
        [str appendString:array[i]];
    }

    return str;
}

@end

main中调用：

#import 
#import "NSString+Revers.h"

int main(int argc, const char * argv[]) {

    NSString *str = @"abcde";
    str = [str stringByReversString];
    NSLog(@"%@",str);

    return 0;
}

输出如下：

3、给分类添加属性

前文提到，分类添加属性，系统只能生成setter和getter方法的声明，不能生成方法的实现，也不会生成带“_”的成员变量。
如果我们仍然想给分类添加可用的属性，那么可以使用Runtime里的运行时关联对象方法来实现属性的setter和getter方法。
关于Runtime的技术原理，请参考这里。

实现步骤如下：

• 1、.h文件中添加属性

#import 

@interface NSString (Revers)

@property (nonatomic, retain) NSNumber *tag;

@end

• 2、导入Runtime头文件
  #import
• 3、.m文件中实现属性的setter和getter方法

#import "NSString+Revers.h"
#import 

static char tagKey;    // 用来标记是哪一个属性的key（静态变量地址唯一且不变）

@implementation NSString (Revers)

// tag的setter方法
- (void)setTag:(NSNumber *)tag {

    // 注意第四个参数参数OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC是和属性修饰符对应的
    objc_setAssociatedObject(self, &tagKey, tag, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}

// tag的getter方法
- (NSNumber *)tag {
    
    return objc_getAssociatedObject(self, &tagKey);
}


@end

• 4、调用属性示例

    NSString *str = @"abcde";   
    str.tag = @101;
    NSLog(@"tag:%@",str.tag);

注意
Xcode中对objc_setAssociatedObject的定义如下。

objc_setAssociatedObject(id _Nonnull object, const void * _Nonnull key,
                         id _Nullable value, objc_AssociationPolicy policy);

第三个参数（即要关联的数据类型）是id数据类型，而id类型是指向对象的指针，所以说，关联对象不能是基本数据类型（如BOOL、NSInteget、long等等）。当我们需要为分类添加基本数据类型的时候，可以先将基本数据类型转化成OC对象，再添加属性。

二、扩展

先来看看：

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注意到上图中的_Exs和（），这些是扩展固定格式，是不是感觉和分类有点相似呢？
其实，扩展也叫匿名分类，区别是扩展只有.h文件，而实现是写在被扩展类的.m文件中的。因此，扩展的功能可以认为是被扩展类所私有的，其他类无法使用。
扩展的作用：为类增加私有的属性和方法。一般不用于给系统类添加方法。
因为是私有属性和方法，我们一般不另外生成Extension（扩展）的.h文件，而是将.h文件里的内容（声明）直接写在被扩展类的.m文件里。
例如，我们要扩展一个自定义的Person类，不用另外创建Extension的.h文件，而是在Person的.m文件里加入：

@interface Person () {
    //  添加成员变量
    NSString * _sex;
}
// 添加方法，实现要写在下方的@implementation里
- (void)sayHello;

@end