iOS之深入解析谓词NSPredicate的语法与应用

一、简介

• NSPredicate 的官方解释如下:

The NSPredicate class is used to define logical conditions used to constrain a search either for a fetch or for in-memory filtering.

• NSPredicate 类是用来定义逻辑条件，用来有约束的获取内存中的对象或过滤搜索。
• 简而言之：只选取符合条件的对象。

二、基本语法

• 使用谓词（NSPredicate）都需要为谓词定义谓词表达式，而这个表达式必须是一个返回 BOOL 的值。
• 谓词表达式由表达式、运算符和值构成。

① 比较运算符

• =、==：判断两个表达式是否相等，在谓词中 = 和 == 是相同的意思，而没有赋值的概念。如下所示，当传入数组对象时，报错：*** Terminating app due to uncaught exception ‘NSInvalidArgumentException’, reason: ‘-[__NSArrayI compare:]: unrecognized selector sent to instance 0x600000234c00’，可以发现底层调用了 compare: 方法。

NSString *string = @"1234";
NSPredicate *predicate = [NSPredicate predicateWithFormat:@"SELF = '1234'"];

// 验证对象是否符合条件，底层调用了 [xx compare:] 方法
if ([predicate evaluateWithObject:string]) {
     
    NSLog(@"Evaluate Success!\n");
} else {
     
    NSLog(@"Evaluate Fail!\n");
}

// 输出结果
Evaluate Success!

• >=、=>：判断左边表达式的值是否大于或等于右边表达式的值；
• <=、=<：判断左边表达式的值是否小于或等于右边表达式的值；
• >：判断左边表达式的值是否大于右边表达式的值；
• <：判断左边表达式的值是否小于右边表达式的值；
• !=、<>：判断两个表达式是否不相等。

② 逻辑运算符

• AND、&&：逻辑与，两个表达式的值都为 YES 时，结果才为 YES；
• OR、||：逻辑或，要求其中一个表达式为 YES 时，结果就是 YES；
• NOT、!：逻辑非，对原有的表达式取反。

③ 关系运算符

• ANY、SOME：集合中任意一个元素满足条件，就返回 YES。

@interface Person : NSObject

@property (nonatomic, copy) NSString * name;
@property (nonatomic, assign) NSInteger age;

@end

- (void)test {
     
    NSArray *arr = @[ person1, person2, ...];  
    predicate = [NSPredicate predicateWithFormat:@"ANY name LIKE 'Tom*2'"];
    NSLog(@"%@", [arr filteredArrayUsingPredicate:predicate]);
}

// 输出结果
*** Terminating app due to uncaught exception 'NSInvalidArgumentException', reason: 'The left hand side for an ALL or ANY operator must be either an NSArray or an NSSet.'

• • 根据报错信息得知，谓词表达式中 ANY 的操作的主体需要是 NSArray 或者 NSSet，上面 filteredArrayUsingPredicate: 方法传入的是 Person 对象，所以报错，因此 ANY 操作的数据结构要是 @[@[]] 双层数组。

{
     
    NSArray *arr = @[@[ person1, person2, ... ]];  
    predicate = [NSPredicate predicateWithFormat:@"ANY name LIKE 'Tom*2'"];
    NSLog(@"%@", [arr filteredArrayUsingPredicate:predicate]);
}

• ALL：集合中所有元素都满足条件，才返回 YES。
• NONE：集合中没有任何元素满足条件就返回 YES，等同于 not any。如: NONE person.age < 18，表示 person 集合中所有元素的 age >= 18 时，才返回 YES。
• IN：等价于 SQL 语句中的 IN 运算符，只有当左边表达式或值出现在右边的集合中才会返回 YES。

predicateString = @"self.name IN {'Tom','Jay'} || self.age IN{25,30}";
predicate = [NSPredicate predicateWithFormat:predicateString];

NSLog(@"%@ = %@", predicateString, [self.persons filteredArrayUsingPredicate:predicate]);

④ 范围运算符

• BETWEEN：BETWEEN 表达式必须满足表达式 BETWEEN {下限，上限} 的格式，要求该表达式必须大于或等于下限，并小于或等于上限。

NSNumber *number = @(1234);
predicate = [NSPredicate predicateWithFormat:@"SELF BETWEEN {1000, 2000}"];

if ([predicate evaluateWithObject:number]) {
     
    NSLog(@"Success!");
} else {
     
    NSLog(@"Fail!");
}

// 输出结果
Success!

• IN：

NSNumber *number = @(1234);
predicate = [NSPredicate predicateWithFormat:@"SELF IN {1000, 2000}"];

if ([predicate evaluateWithObject:number]) {
     
    NSLog(@"Success!");
} else {
     
    NSLog(@"Fail!");
}

// 输出结果
Success!

⑤ 字符串比较运算符

• BEGINSWITH：检查某个字符串是否以指定的字符串开头；
• ENDSWITH：检查某个字符串是否以指定的字符串结尾；
• CONTAINS：检查某个字符串是否包含指定的字符串；
• LIKE：检查某个字符串是否匹配指定的字符串模板。其之后可以跟 ? 代表一个字符和 * 代表任意多个字符。比如 “name LIKE ‘ac’”，这表示 name 的值中包含 ac 则返回 YES；“name LIKE ‘?ac*’”，表示 name 的第 2、3 个字符为 ac 时返回 YES；
• MATCHES：检查某个字符串是否匹配指定的正则表达式，虽然正则表达式的执行效率是最低的，但其功能是最强大的，也是最常用的。
• 注意：字符串比较都是区分大小写和重音符号的。如：café 和 cafe 是不一样的，Cafe 和 cafe 也是不一样的。如果希望字符串比较运算不区分大小写和重音符号，请在这些运算符后使用 [c]、[d] 选项，其中 [c] 是不区分大小写，[d] 是不区分重音符号，其写在字符串比较运算符之后，比如：name LIKE[cd] ‘cafe’，那么不论 name 是cafe、Cafe 还是 café 上面的表达式都会返回 YES。

⑥ 直接量

• FALSE、NO：代表逻辑假；
• TRUE、YES：代表逻辑真；
• NULL、NIL：代表空值；
• SELF：代表正在被判断的对象自身，不区分大小写，self 也可以；
• “string” 或 ‘string’：代表字符串；
• 数组：和 c 中的写法相同，如：{‘one’, ‘two’, ‘three’}；
• 数值：包括整数、小数和科学计数法表示的形式；
• 十六进制数：0x开头的数字；
• 八进制：0o开头的数字；
• 二进制：0b开头的数字。

⑦ 数组操作

• array[index]：指定数组中特定索引处的元素；
• array[first]：指定第一个元素；
• array[last]：指定最后一个元素；
• array[size]：指定数组大小。

⑧ 保留字

• 下列单词都是保留字（不区分大小写）：

AND、OR、IN、NOT、ALL、ANY、SOME、NONE、LIKE、CASEINSENSITIVE、CI、MATCHES、CONTAINS、BEGINSWITH、ENDSWITH、BETWEEN、NULL、NIL、SELF、TRUE、YES、FALSE、NO、FIRST、LAST、SIZE、ANYKEY、SUBQUERY、CAST、TRUEPREDICATE、FALSEPREDICATE

• 虽然大小写都可以，但是更推荐使用大写来表示这些保留字。

三、谓词的用法

① 数据校验

• evaluateWithObject: 方法返回的是一个 BOOL 值，如果符合条件就返回 YES，不符合就返回 NO。常见的有判断手机号码、邮编等。
• 手机号码的判断如下所：

// MATCHES（正则表达式）
NSString *phoneRegex = @"^((13[0-9])|(15[^4,\\D])|(18[0,0-9]))\\d{8}$";
NSString *phoneNumber = @"15180168516";
predicate = [NSPredicate predicateWithFormat:@"SELF MATCHES %@", phoneRegex];
    
if ([predicate evaluateWithObject:phoneNumber]) {
     
    NSLog(@"%@ 是手机号码", phoneNumber);
} else {
     
    NSLog(@"%@ 不是手机号码", phoneNumber);
}

• 检测字符串中是否有特殊字符：

- (BOOL)checkSpecialCharacter:(NSString *)string {
     
    NSString *regex = @"[`~!@#$^&*()=|{}':;',\\[\\].<>/?~！@#￥……&*（）——|{}【】‘；：”“'。，、？]+";
    NSPredicate *pred = [NSPredicate predicateWithFormat:@"SELF MATCHES %@", regex];
    return [pred evaluateWithObject:string];
}

② 过滤集合

• 谓词本身就代表了一个逻辑条件，计算谓词之后返回的结果永远为 BOOL 类型的值。而谓词最常用的功能就是对集合进行过滤。
• 当程序使用谓词对集合元素进行过滤时，程序会自动遍历其元素，并根据集合元素来计算谓词的值，当这个集合中的元素计算谓词并返回 YES 时，这个元素才会被保留下来。不过要注意程序会自动遍历其元素，它会将自动遍历过之后返回为 YES 的值重新组合成一个集合返回。

/**
 * @brief  NSArray
 * @return  使用指定的谓词过滤 NSArray 集合，返回符合条件的元素组成的新集合
 */
- (NSArray<ObjectType> *)filteredArrayUsingPredicate:(NSPredicate *)predicate;

/**
 * @brief  使用指定的谓词过滤 NSMutableArray，剔除集合中不符合条件的元素
 */
- (void)filterUsingPredicate:(NSPredicate *)predicate;

/**
 * @brief  NSSet
 */
- (NSSet<ObjectType> *)filteredSetUsingPredicate:(NSPredicate *)predicate NS_AVAILABLE(10_5, 3_0);

/**
 * @brief  NSMutableSet
 */
 * (void)filterUsingPredicate:(NSPredicate *)predicate NS_AVAILABLE(10_5, 3_0);

• 使用谓词过滤不可变集合和可变集合的区别是：过滤不可变集合时，会返回符合条件的集合元素组成的新集合；过滤可变集合时，没有返回值，会直接剔除不符合条件的集合元素。

③ 在谓词中使用占位符参数

• 上面所有的例子中谓词总是固定的，然而在现实中处理变量时决定了谓词应该是可变的。
• 首先如果想在谓词表达式中使用变量，那么需要了解下列两种占位符，相当于变量名与变量值：

%K：用于动态传入属性名
%@：用于动态设置属性值

• 除此之外，还可以在谓词表达式中使用动态改变的属性值，就像环境变量一样。

NSPredicate * predicate1 = [NSPredicate predicateWithFormat:@"%K CONTAINS %@", key, value];
NSArray * filterArray = [array filteredArrayUsingPredicate:predicate];

// 包含 $VALUE 字符串
NSPredicate * predicateTemp = [NSPredicate predicateWithFormat:@"%K > $VALUE", @"age"];
// 指定 $VALUE 的值为 25
NSPredicate * predicate2 = [predicateTemp predicateWithSubstitutionVariables:@{
      @"VALUE" : @25} ];
filterArray = [array filteredArrayUsingPredicate:predicate2];