object c beginner's guid

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大綱

• 開始吧
  • 下載這篇教學
  • 設定環境
  • 前言
  • 編譯 hello world
• 創建 Classes
  • @interface
  • @implementation
  • 把它們湊在一起
• 詳細說明...
  • 多重參數
  • 建構子（Constructors）
  • 存取權限
  • Class level access
  • 異常情況（Exceptions）處理
• 繼承、多型（Inheritance, Polymorphism）以及其他物件導向功能
  • id 型別
  • 繼承（Inheritance）
  • 動態識別（Dynamic types）
  • Categories
  • Posing
  • Protocols
• 記憶體管理
  • Retain and Release（保留與釋放）
  • Dealloc
  • Autorelease Pool
• Foundation Framework Classes
  • NSArray
  • NSDictionary
• 優點與缺點
• 更多資訊

• 開始吧

  • 下載這篇教學

    • 所有這篇初學者指南的原始碼都可以由 objc.tar.gz 下載。這篇教學中的許多範例都是由 Steve Kochan 在 Programming in Objective-C. 一書中撰寫。如果你想得到更多詳細資訊及範例，請直接參考該書。這個網站上登載的所有範例皆經過他的允許，所以請勿複製轉載。

  • 設定環境

    • Linux/FreeBSD: 安裝 GNUStep
      • 為了編譯 GNUstep 應用程式，必須先執行位於 /usr/GNUstep/System/Makefiles/GNUstep.sh 的 GNUstep.sh 這個檔案。這個路徑取決於你的系統環境，有些是在 /usr, some /usr/lib，有些是 /usr/local。如果你的 shell 是以 csh/tcsh 為基礎的 shell，則應該改用 GNUStep.csh。建議把這個指令放在 .bashrc 或 .cshrc 中。
    • Mac OS X: 安裝 XCode
    • Windows NT 5.X: 安裝 cygwin 或 mingw，然後安裝 GNUStep

  • 前言

    • 這篇教學假設你已經有一些基本的 C 語言知識，包括 C 資料型別、什麼是函式、什麼是回傳值、關於指標的知識以及基本的 C 語言記憶體管理。如果您沒有這些背景知識，我非常建議你讀一讀 K&R 的書：The C Programming Language（譯注：台灣出版書名為 C 程式語言第二版）這是 C 語言的設計者所寫的書。
    • Objective-C，是 C 的衍生語言，繼承了所有 C 語言的特性。是有一些例外，但是它們不是繼承於 C 的語言特性本身。
    • nil：在 C/C++ 你或許曾使用過 NULL，而在 Objective-C 中則是 nil。不同之處是你可以傳遞訊息給 nil（例如 [nil message];），這是完全合法的，然而你卻不能對 NULL 如法炮製。
    • BOOL：C 沒有正式的布林型別，而在 Objective-C 中也不是「真的」有。它是包含在 Foundation classes（基本類別庫）中（即 import NSObject.h；nil 也是包括在這個標頭檔內）。BOOL 在 Objective-C 中有兩種型態：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，我們使用了 #import。#import 由 gcc 編譯器支援。我並不建議使用 #include，#import 基本上跟 .h 檔頭尾的 #ifndef #define #endif 相同。許多程式員們都同意，使用這些東西這是十分愚蠢的。無論如何，使用 #import 就對了。這樣不但可以避免麻煩，而且萬一有一天 gcc 把它拿掉了，將會有足夠的 Objective-C 程式員可以堅持保留它或是將它放回來。偷偷告訴你，Apple 在它們官方的程式碼中也使用了 #import。所以萬一有一天這種事真的發生，不難預料 Apple 將會提供一個支援 #import 的 gcc 分支版本。
    • 在 Objective-C 中， method 及 message 這兩個字是可以互換的。不過 messages 擁有特別的特性，一個 message 可以動態的轉送給另一個物件。在 Objective-C 中，呼叫物件上的一個訊息並不一定表示物件真的會實作這個訊息，而是物件知道如何以某種方式去實作它，或是轉送給知道如何實作的物件。

  • 編譯 hello world

    • hello.m

      #import <stdio.h>
      
      int main( int argc, const char *argv[] ) {
          printf( "hello world\n" );
          return 0;
      }

    • 輸出

      hello world

    • 在 Objective-C 中使用 #import 代替 #include
    • Objective-C 的預設副檔名是 .m

• 創建 classes

  • @interface

    • 基於 "Programming in Objective-C," Copyright © 2004 by Sams Publishing 一書中的範例，並經過允許而刊載。
    • Fraction.h

      #import <Foundation/NSObject.h>
      
      @interface Fraction: NSObject {
          int numerator;
          int denominator;
      }
      
      -(void) print;
      -(void) setNumerator: (int) n;
      -(void) setDenominator: (int) d;
      -(int) numerator;
      -(int) denominator;
      @end
      

    • NSObject：NeXTStep Object 的縮寫。因為它已經改名為 OpenStep，所以這在今天已經不是那麼有意義了。
    • 繼承（inheritance）以 Class: Parent 表示，就像上面的 Fraction: NSObject。
    • 夾在 @interface Class: Parent { .... } 中的稱為 instance variables。
    • 沒有設定存取權限（protected, public, private）時，預設的存取權限為 protected。設定權限的方式將在稍後說明。
    • Instance methods 跟在成員變數（即 instance variables）後。格式為：scope (returnType) methodName: (parameter1Type) parameter1Name;
      • scope 有class 或 instance 兩種。instance methods 以 - 開頭，class level methods 以 + 開頭。
    • Interface 以一個 @end 作為結束。

  • @implementation

    • 基於 "Programming in Objective-C," Copyright © 2004 by Sams Publishing 一書中的範例，並經過允許而刊載。
    • Fraction.m

      #import "Fraction.h"
      #import <stdio.h>
      
      @implementation Fraction
      -(void) print {
          printf( "%i/%i", numerator, denominator );
      }
      
      -(void) setNumerator: (int) n {
          numerator = n;
      }
      
      -(void) setDenominator: (int) d {
          denominator = d;
      }
      
      -(int) denominator {
          return denominator;
      }
      
      -(int) numerator {
          return numerator;
      }
      @end

    • Implementation 以 @implementation ClassName 開始，以 @end 結束。
    • Implement 定義好的 methods 的方式，跟在 interface 中宣告時很近似。

  • 把它們湊在一起

    • 基於 "Programming in Objective-C," Copyright © 2004 by Sams Publishing 一書中的範例，並經過允許而刊載。
    • main.m

      #import <stdio.h>
      #import "Fraction.h"
      
      int main( int argc, const char *argv[] ) {
          // create a new instance
          Fraction *frac = [[Fraction alloc] init];
      
          // set the values
          [frac setNumerator: 1];
          [frac setDenominator: 3];
      
          // print it
          printf( "The fraction is: " );
          [frac print];
          printf( "\n" );
      
          // free memory
          [frac release];
      
          return 0;
      }

    • output

      The fraction is: 1/3

    • Fraction *frac = [[Fraction alloc] init];
      • 這行程式碼中有很多重要的東西。
      • 在 Objective-C 中呼叫 methods 的方法是 [object method]，就像 C++ 的 object->method()。
      • Objective-C 沒有 value 型別。所以沒有像 C++ 的 Fraction frac; frac.print(); 這類的東西。在 Objective-C 中完全使用指標來處理物件。
      • 這行程式碼實際上做了兩件事： [Fraction alloc] 呼叫了 Fraction class 的 alloc method。這就像 malloc 記憶體，這個動作也做了一樣的事情。
      • [object init] 是一個建構子（constructor）呼叫，負責初始化物件中的所有變數。它呼叫了 [Fraction alloc] 傳回的 instance 上的 init method。這個動作非常普遍，所以通常以一行程式完成：Object *var = [[Object alloc] init];
    • [frac setNumerator: 1] 非常簡單。它呼叫了 frac 上的 setNumerator method 並傳入 1 為參數。
    • 如同每個 C 的變體，Objective-C 也有一個用以釋放記憶體的方式： release。它繼承自 NSObject，這個 method 在之後會有詳盡的解說。

• 詳細說明...

  • 多重參數

    • 目前為止我還沒展示如何傳遞多個參數。這個語法乍看之下不是很直覺，不過它卻是來自一個十分受歡迎的 Smalltalk 版本。
    • 基於 "Programming in Objective-C," Copyright © 2004 by Sams Publishing一書中的範例，並經過允許而刊載。
    • Fraction.h

      ...
      -(void) setNumerator: (int) n andDenominator: (int) d;
      ...

    • Fraction.m

      ...
      -(void) setNumerator: (int) n andDenominator: (int) d {
          numerator = n;
          denominator = d;
      }
      ...

    • main.m

      #import <stdio.h>
      #import "Fraction.h"
      
      int main( int argc, const char *argv[] ) {
          // create a new instance
          Fraction *frac = [[Fraction alloc] init];
          Fraction *frac2 = [[Fraction alloc] init];
      
          // set the values
          [frac setNumerator: 1];
          [frac setDenominator: 3];
      
          // combined set
          [frac2 setNumerator: 1 andDenominator: 5];
      
          // print it
          printf( "The fraction is: " );
          [frac print];
          printf( "\n" );
      
          // print it
          printf( "Fraction 2 is: " );
          [frac2 print];
          printf( "\n" );
      
          // free memory
          [frac release];
          [frac2 release];
      
          return 0;
      }

    • output

      The fraction is: 1/3
      Fraction 2 is: 1/5

    • 這個 method 實際上叫做 setNumerator:andDenominator:
    • 加入其他參數的方法就跟加入第二個時一樣，即 method:label1:label2:label3: ，而呼叫的方法是 [obj method: param1 label1: param2 label2: param3 label3: param4]
    • Labels 是非必要的，所以可以有一個像這樣的 method：method:::，簡單的省略 label 名稱，但以 : 區隔參數。並不建議這樣使用。

  • 建構子（Constructors）

    • 基於 "Programming in Objective-C," Copyright © 2004 by Sams Publishing一書中的範例，並經過允許而刊載。
    • Fraction.h

      ...
      -(Fraction*) initWithNumerator: (int) n denominator: (int) d;
      ...

    • Fraction.m

      ...
      -(Fraction*) initWithNumerator: (int) n denominator: (int) d {
          self = [super init];
      
          if ( self ) {
              [self setNumerator: n andDenominator: d];
          }
      
          return self;
      }
      ...

    • main.m

      #import <stdio.h>
      #import "Fraction.h"
      
      int main( int argc, const char *argv[] ) {
          // create a new instance
          Fraction *frac = [[Fraction alloc] init];
          Fraction *frac2 = [[Fraction alloc] init];
          Fraction *frac3 = [[Fraction alloc] initWithNumerator: 3 denominator: 10];
      
          // set the values
          [frac setNumerator: 1];
          [frac setDenominator: 3];
      
          // combined set
          [frac2 setNumerator: 1 andDenominator: 5];
      
          // print it
          printf( "The fraction is: " );
          [frac print];
          printf( "\n" );
      
          printf( "Fraction 2 is: " );
          [frac2 print];
          printf( "\n" );
      
          printf( "Fraction 3 is: " );
          [frac3 print];
          printf( "\n" );
      
          // free memory
          [frac release];
          [frac2 release];
          [frac3 release];
      
          return 0;
      }

    • output

      The fraction is: 1/3
      Fraction 2 is: 1/5
      Fraction 3 is: 3/10

    • @interface 裡的宣告就如同正常的函式。
    • @implementation 使用了一個新的關鍵字：super
      • 如同 Java，Objective-C 只有一個 parent class（父類別）。
      • 使用 [super init] 來存取 Super constructor，這個動作需要適當的繼承設計。
      • 你將這個動作回傳的 instance 指派給另一新個關鍵字：self。Self 很像 C++ 與 Java 的 this 指標。
    • if ( self ) 跟 ( self != nil ) 一樣，是為了確定 super constructor 成功傳回了一個新物件。nil 是 Objective-C 用來表達 C/C++ 中 NULL 的方式，可以引入 NSObject 來取得。
    • 當你初始化變數以後，你用傳回 self 的方式來傳回自己的位址。
    • 預設的建構子是 -(id) init。
    • 技術上來說，Objective-C 中的建構子就是一個 "init" method，而不像 C++ 與 Java 有特殊的結構。

  • 存取權限

    • 預設的權限是 @protected
    • Java 實作的方式是在 methods 與變數前面加上 public/private/protected 修飾語，而 Objective-C 的作法則更像 C++ 對於 instance variable（譯注：C++ 術語一般稱為 data members）的方式。
    • Access.h

      #import <Foundation/NSObject.h>
      
      @interface Access: NSObject {
      @public
          int publicVar;
      @private
          int privateVar;
          int privateVar2;
      @protected
          int protectedVar;
      }
      @end

    • Access.m

      #import "Access.h"
      
      @implementation Access
      @end

    • main.m

      #import "Access.h"
      #import <stdio.h>
      
      int main( int argc, const char *argv[] ) {
          Access *a = [[Access alloc] init];
      
          // works
          a->publicVar = 5;
          printf( "public var: %i\n", a->publicVar );
      
          // doesn't compile
          //a->privateVar = 10;
          //printf( "private var: %i\n", a->privateVar );
      
          [a release];
          return 0;
      }

    • output

      public var: 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

    • 當你想計算一個物件被 instance 幾次時，通常有 class level variables 以及 class level functions 是件方便的事。
    • ClassA.h

      #import <Foundation/NSObject.h>
      
      static int count;
      
      @interface ClassA: NSObject
      +(int) initCount;
      +(void) initialize;
      @end

    • ClassA.m

      #import "ClassA.h"
      
      @implementation ClassA
      -(id) init {
          self = [super init];
          count++;
          return self;
      }
      
      +(int) initCount {
          return count;
      }
      
      +(void) initialize {
          count = 0;
      }
      @end

    • main.m

      #import "ClassA.h"
      #import <stdio.h>
      
      int main( int argc, const char *argv[] ) {
          ClassA *c1 = [[ClassA alloc] init];
          ClassA *c2 = [[ClassA alloc] init];
      
          // print count
          printf( "ClassA count: %i\n", [ClassA initCount] );
          
          ClassA *c3 = [[ClassA alloc] init];
      
          // print count again
          printf( "ClassA count: %i\n", [ClassA initCount] );
      
          [c1 release];
          [c2 release];
          [c3 release];
          
          return 0;
      }

    • output

      ClassA count: 2
      ClassA count: 3

    • static int count = 0; 這是 class variable 宣告的方式。其實這種變數擺在這裡並不理想，比較好的解法是像 Java 實作 static class variables 的方法。然而，它確實能用。
    • +(int) initCount; 這是回傳 count 值的實際 method。請注意這細微的差別！這裡在 type 前面不用減號 - 而改用加號 +。加號 + 表示這是一個 class level function。（譯注：許多文件中，class level functions 被稱為 class functions 或 class method）
    • 存取這個變數跟存取一般成員變數沒有兩樣，就像 ClassA 中的 count++ 用法。
    • +(void) initialize method is 在 Objective-C 開始執行你的程式時被呼叫，而且它也被每個 class 呼叫。這是初始化像我們的 count 這類 class level variables 的好地方。

  • 異常情況（Exceptions）

    • 注意：異常處理只有 Mac OS X 10.3 以上才支援。
    • 基於 "Programming in Objective-C," Copyright © 2004 by Sams Publishing一書中的範例，並經過允許而刊載。
    • CupWarningException.h

      #import <Foundation/NSException.h>
      
      @interface CupWarningException: NSException
      @end

    • CupWarningException.m

      #import "CupWarningException.h"
      
      @implementation CupWarningException
      @end

    • CupOverflowException.h

      #import <Foundation/NSException.h>
      
      @interface CupOverflowException: NSException
      @end

    • CupOverflowException.m

      #import "CupOverflowException.h"
      
      @implementation CupOverflowException
      @end

    • Cup.h

      #import <Foundation/NSObject.h>
      
      @interface Cup: NSObject {
          int level;
      }
      
      -(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 <Foundation/NSException.h>
      #import <Foundation/NSString.h>
      
      @implementation Cup
      -(id) init {
          self = [super init];
      
          if ( self ) {
              [self setLevel: 0];
          }
      
          return self;
      }
      
      -(int) level {
          return level;
      }
      
      -(void) setLevel: (int) l {
          level = l;
      
          if ( level > 100 ) {
              // throw overflow
              NSException *e = [CupOverflowException
                  exceptionWithName: @"CupOverflowException"
                  reason: @"The level is above 100"
                  userInfo: nil];
              @throw e;
          } else if ( level >= 50 ) {
              // throw warning
              NSException *e = [CupWarningException
                  exceptionWithName: @"CupWarningException"
                  reason: @"The level is above or at 50"
                  userInfo: nil];
              @throw e;
          } else if ( level < 0 ) {
              // throw exception
              NSException *e = [NSException
                  exceptionWithName: @"CupUnderflowException"
                  reason: @"The level is below 0"
                  userInfo: nil];
              @throw e;
          }
      }
      
      -(void) fill {
          [self setLevel: level + 10];
      }
      
      -(void) empty {
          [self setLevel: level - 10];
      }
      
      -(void) print {
          printf( "Cup level is: %i\n", level );
      }
      @end

    • main.m

      #import "Cup.h"
      #import "CupOverflowException.h"
      #import "CupWarningException.h"
      #import <Foundation/NSString.h>
      #import <Foundation/NSException.h>
      #import <Foundation/NSAutoreleasePool.h>
      #import <stdio.h>
      
      int main( int argc, const char *argv[] ) {
          NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];
          Cup *cup = [[Cup alloc] init];
          int i;
      
          // this will work
          for ( i = 0; i < 4; i++ ) {
              [cup fill];
              [cup print];
          }
      
          // this will throw exceptions
          for ( i = 0; i < 7; i++ ) {
              @try {
                  [cup fill];
              } @catch ( CupWarningException *e ) {
                  printf( "%s: ", [[e name] cString] );
              } @catch ( CupOverflowException *e ) {
                  printf( "%s: ", [[e name] cString] );
              } @finally {
                  [cup print];
              }
          }
      
          // throw a generic exception
          @try {
              [cup setLevel: -1];
          } @catch ( NSException *e ) {
              printf( "%s: %s\n", [[e name] cString], [[e reason] cString] );
          }
      
          // free memory 
          [cup release];
          [pool release];
      }

    • output

      Cup level is: 10
      Cup level is: 20
      Cup level is: 30
      Cup level is: 40
      CupWarningException: Cup level is: 50
      CupWarningException: Cup level is: 60
      CupWarningException: Cup level is: 70
      CupWarningException: Cup level is: 80
      CupWarningException: Cup level is: 90
      CupWarningException: Cup level is: 100
      CupOverflowException: Cup level is: 110
      CupUnderflowException: The level is below 0

    • NSAutoreleasePool 是一個記憶體管理類別。現在先別管它是幹嘛的。
    • Exceptions（異常情況）的丟出不需要擴充（extend）NSException 物件，你可簡單的用 id 來代表它： @catch ( id e ) { ... }
    • 還有一個 finally 區塊，它的行為就像 Java 的異常處理方式，finally 區塊的內容保證會被呼叫。
    • Cup.m 裡的 @"CupOverflowException" 是一個 NSString 常數物件。在 Objective-C 中，@ 符號通常用來代表這是語言的衍生部分。C 語言形式的字串（C string）就像 C/C++ 一樣是 "String constant" 的形式，型別為 char *。

• 繼承、多型（Inheritance, Polymorphism）以及其他物件導向功能

  • id 型別

    • Objective-C 有種叫做 id 的型別，它的運作有時候像是 void*，不過它卻嚴格規定只能用在物件。Objective-C 與 Java 跟 C++ 不一樣，你在呼叫一個物件的 method 時，並不需要知道這個物件的型別。當然這個 method 一定要存在，這稱為 Objective-C 的訊息傳遞。
    • 基於 "Programming in Objective-C," Copyright © 2004 by Sams Publishing一書中的範例，並經過允許而刊載。
    • Fraction.h

      #import <Foundation/NSObject.h>
      
      @interface Fraction: NSObject {
          int numerator;
          int denominator;
      }
      
      -(Fraction*) initWithNumerator: (int) n denominator: (int) d;
      -(void) print;
      -(void) setNumerator: (int) d;
      -(void) setDenominator: (int) d;
      -(void) setNumerator: (int) n andDenominator: (int) d;
      -(int) numerator;
      -(int) denominator;
      @end

    • Fraction.m

      #import "Fraction.h"
      #import <stdio.h>
      
      @implementation Fraction
      -(Fraction*) initWithNumerator: (int) n denominator: (int) d {
          self = [super init];
      
          if ( self ) {
              [self setNumerator: n andDenominator: d];
          }
      
          return self;
      }
      
      -(void) print {
          printf( "%i / %i", numerator, denominator );
      }
      
      -(void) setNumerator: (int) n {
          numerator = n;
      }
      
      -(void) setDenominator: (int) d {
          denominator = d;
      }
      
      -(void) setNumerator: (int) n andDenominator: (int) d {
          numerator = n;
          denominator = d;
      }
      
      -(int) denominator {
          return denominator;
      }
      
      -(int) numerator {
          return numerator;
      }
      @end

    • Complex.h

      #import <Foundation/NSObject.h>
      
      @interface Complex: NSObject {
          double real;
          double imaginary;
      }
      
      -(Complex*) initWithReal: (double) r andImaginary: (double) i;
      -(void) setReal: (double) r;
      -(void) setImaginary: (double) i;
      -(void) setReal: (double) r andImaginary: (double) i;
      -(double) real;
      -(double) imaginary;
      -(void) print;
      
      @end

    • Complex.m

      #import "Complex.h"
      #import <stdio.h>
      
      @implementation Complex
      -(Complex*) initWithReal: (double) r andImaginary: (double) i {
          self = [super init];
      
          if ( self ) {
              [self setReal: r andImaginary: i];
          }
      
          return self;
      }
      
      -(void) setReal: (double) r {
          real = r;
      }
      
      -(void) setImaginary: (double) i {
          imaginary = i;
      }
      
      -(void) setReal: (double) r andImaginary: (double) i {
          real = r;
          imaginary = i;
      }
      
      -(double) real {
          return real;
      }
      
      -(double) imaginary {
          return imaginary;
      }
      
      -(void) print {
          printf( "%_f + %_fi", real, imaginary );
      }
      
      @end

    • main.m

      #import <stdio.h>
      #import "Fraction.h"
      #import "Complex.h"
      
      int main( int argc, const char *argv[] ) {
          // create a new instance
          Fraction *frac = [[Fraction alloc] initWithNumerator: 1 denominator: 10];
          Complex *comp = [[Complex alloc] initWithReal: 10 andImaginary: 15];
          id number;
      
          // print fraction
          number = frac;
          printf( "The fraction is: " );
          [number print];
          printf( "\n" );
      
          // print complex
          number = comp;
          printf( "The complex number is: " );
          [number print];
          printf( "\n" );
      
          // free memory
          [frac release];
          [comp release];
      
          return 0;
      }

    • output

      The fraction is: 1 / 10
      The complex number is: 10.000000 + 15.000000i

    • 這種動態連結有顯而易見的好處。你不需要知道你呼叫 method 的那個東西是什麼型別，如果這個物件對這個訊息有反應，那就會喚起這個 method。這也不會牽涉到一堆繁瑣的轉型動作，比如在 Java 裡呼叫一個整數物件的 .intValue() 就得先轉型，然後才能呼叫這個 method。

  • 繼承（Inheritance）

    • 基於 "Programming in Objective-C," Copyright © 2004 by Sams Publishing一書中的範例，並經過允許而刊載。
    • Rectangle.h

      #import <Foundation/NSObject.h>
      
      @interface Rectangle: NSObject {
          int width;
          int height;
      }
      
      -(Rectangle*) initWithWidth: (int) w height: (int) h;
      -(void) setWidth: (int) w;
      -(void) setHeight: (int) h;
      -(void) setWidth: (int) w height: (int) h;
      -(int) width;
      -(int) height;
      -(void) print;
      @end

    • Rectangle.m

      #import "Rectangle.h"
      #import <stdio.h>
      
      @implementation Rectangle
      -(Rectangle*) initWithWidth: (int) w height: (int) h {
          self = [super init];
      
          if ( self ) {
              [self setWidth: w height: h];
          }
      
          return self;
      }
      
      -(void) setWidth: (int) w {
          width = w;
      }
      
      -(void) setHeight: (int) h {
          height = h;
      }
      
      -(void) setWidth: (int) w height: (int) h {
          width = w;
          height = h;
      }
      
      -(int) width {
          return width;
      }
      
      -(int) height {
          return  height;
      }
      
      -(void) print {
          printf( "width = %i, height = %i", width, height );
      }
      @end

    • Square.h

      #import "Rectangle.h"
      
      @interface Square: Rectangle
      -(Square*) initWithSize: (int) s;
      -(void) setSize: (int) s;
      -(int) size;
      @end

    • Square.m

      #import "Square.h"
      
      @implementation Square
      -(Square*) initWithSize: (int) s {
          self = [super init];
      
          if ( self ) {
              [self setSize: s];
          }
      
          return self;
      }
      
      -(void) setSize: (int) s {
          width = s;
          height = s;
      }
      
      -(int) size {
          return width;
      }
      
      -(void) setWidth: (int) w {
          [self setSize: w];
      }
      
      -(void) setHeight: (int) h {
          [self setSize: h];
      }
      @end

    • main.m

      #import "Square.h"
      #import "Rectangle.h"
      #import <stdio.h>
      
      int main( int argc, const char *argv[] ) {
          Rectangle *rec = [[Rectangle alloc] initWithWidth: 10 height: 20];
          Square *sq = [[Square alloc] initWithSize: 15];
      
          // print em
          printf( "Rectangle: " );
          [rec print];
          printf( "\n" );
      
          printf( "Square: " );
          [sq print];
          printf( "\n" );
      
          // update square
          [sq setWidth: 20];
          printf( "Square after change: " );
          [sq print];
          printf( "\n" );
      
          // free memory
          [rec release];
          [sq release];
          
          return 0;
      }

    • output

      Rectangle: width = 10, height = 20
      Square: width = 15, height = 15
      Square after change: width = 20, height = 20

    • 繼承在 Objective-C 裡比較像 Java。當你擴充你的 super class（所以只能有一個 parent），你想自訂這個 super class 的 method，只要簡單的在你的 child class implementation 裡放上新的實作內容即可。而不需要 C++ 裡呆呆的 virtual table。
    • 這裡還有一個值得玩味的地方，如果你企圖像這樣去呼叫 rectangle 的 constructor： Square *sq = [[Square alloc] initWithWidth: 10 height: 15]，會發生什麼事？答案是會產生一個編譯器錯誤。因為 rectangle constructor 回傳的型別是 Rectangle*，而不是 Square*，所以這行不通。在某種情況下如果你真想這樣用，使用 id 型別會是很好的選擇。如果你想使用 parent 的 constructor，只要把 Rectangle* 回傳型別改成 id 即可。

  • 動態識別（Dynamic types）

    • 這裡有一些用於 Objective-C 動態識別的 methods（說明部分採中英並列，因為我覺得英文比較傳神，中文怎麼譯都怪）：

      -(BOOL) isKindOfClass: classObj	is object a descendent or member of classObj 此物件是否是 classObj 的子孫或一員
      -(BOOL) isMemberOfClass: classObj	is object a member of classObj 此物件是否是 classObj 的一員
      -(BOOL) respondsToSelector: selector	does the object have a method named specifiec by the selector 此物件是否有叫做 selector 的 method
      +(BOOL) instancesRespondToSelector: selector	does an object created by this class have the ability to respond to the specified selector 此物件是否是由有能力回應指定 selector 的物件所產生
      -(id) performSelector: selector	invoke the specified selector on the object 喚起此物件的指定 selector

    • 所有繼承自 NSObject 都有一個可回傳一個 class 物件的 class method。這非常近似於 Java 的 getClass() method。這個 class 物件被使用於前述的 methods 中。
    • Selectors 在 Objective-C 用以表示訊息。下一個範例會秀出建立 selector 的語法。
    • 基於 "Programming in Objective-C," Copyright © 2004 by Sams Publishing一書中的範例，並經過允許而刊載。
    • main.m

      #import "Square.h"
      #import "Rectangle.h"
      #import <stdio.h>
      
      int main( int argc, const char *argv[] ) {
          Rectangle *rec = [[Rectangle alloc] initWithWidth: 10 height: 20];
          Square *sq = [[Square alloc] initWithSize: 15];
      
          // isMemberOfClass
      
          // true 
          if ( [sq isMemberOfClass: [Square class]] == YES ) {
              printf( "square is a member of square class\n" );
          }
      
          // false
          if ( [sq isMemberOfClass: [Rectangle class]] == YES ) {
              printf( "square is a member of rectangle class\n" );
          }
      
          // false
          if ( [sq isMemberOfClass: [NSObject class]] == YES ) {
              printf( "square is a member of object class\n" );
          }
      
          // isKindOfClass
          
          // true 
          if ( [sq isKindOfClass: [Square class]] == YES ) {
              printf( "square is a kind of square class\n" );
          }
      
          // true
          if ( [sq isKindOfClass: [Rectangle class]] == YES ) {
              printf( "square is a kind of rectangle class\n" );
          }
      
          // true
          if ( [sq isKindOfClass: [NSObject class]] == YES ) {
              printf( "square is a kind of object class\n" );
          }
      
          // respondsToSelector
      
          // true
          if ( [sq respondsToSelector: @selector( setSize: )] == YES ) {
              printf( "square responds to setSize: method\n" );
          }
      
          // false
          if ( [sq respondsToSelector: @selector( nonExistant )] == YES ) {
              printf( "square responds to nonExistant method\n" );
          }
      
          // true
          if ( [Square respondsToSelector: @selector( alloc )] == YES ) {
              printf( "square class responds to alloc method\n" );
          }
      
          // instancesRespondToSelector
      
          // false
          if ( [Rectangle instancesRespondToSelector: @selector( setSize: )] == YES ) {
              printf( "rectangle instance responds to setSize: method\n" );
          }
      
          // true
          if ( [Square instancesRespondToSelector: @selector( setSize: )] == YES ) {
              printf( "square instance responds to setSize: method\n" );
          }
      
          // free memory
          [rec release];
          [sq release];
          
          return 0;
      }

    • output

      square is a member of square class
      square is a kind of square class
      square is a kind of rectangle class
      square is a kind of object class
      square responds to setSize: method
      square class responds to alloc method
      square instance responds to setSize: method

  • Categories

    • 當你想要為某個 class 新增 methods，你通常會擴充（extend，即繼承）它。然而這不一定是個完美解法，特別是你想要重寫一個 class 的某個功能，但你卻沒有原始碼時。Categories 允許你在現有的 class 加入新功能，但不需要擴充它。Ruby 語言也有類似的功能。
    • 基於 "Programming in Objective-C," Copyright © 2004 by Sams Publishing一書中的範例，並經過允許而刊載。
    • FractionMath.h

      #import "Fraction.h"
      
      @interface Fraction (Math)
      -(Fraction*) add: (Fraction*) f;
      -(Fraction*) mul: (Fraction*) f;
      -(Fraction*) div: (Fraction*) f;
      -(Fraction*) sub: (Fraction*) f;
      @end

    • FractionMath.m

      #import "FractionMath.h"
      
      @implementation Fraction (Math)
      -(Fraction*) add: (Fraction*) f {
          return [[Fraction alloc] initWithNumerator: numerator * [f denominator] +
                                                      denominator * [f numerator]
                                   denominator: denominator * [f denominator]];
      }
      
      -(Fraction*) mul: (Fraction*) f {
          return [[Fraction alloc] initWithNumerator: numerator * [f numerator]
                                   denominator: denominator * [f denominator]];
      
      }
      
      -(Fraction*) div: (Fraction*) f {
          return [[Fraction alloc] initWithNumerator: numerator * [f denominator]
                                   denominator: denominator * [f numerator]];
      }
      
      -(Fraction*) sub: (Fraction*) f {
          return [[Fraction alloc] initWithNumerator: numerator * [f denominator] -
                                                      denominator * [f numerator]
                                   denominator: denominator * [f denominator]];
      }
      @end

    • main.m

      #import <stdio.h>
      #import "Fraction.h"
      #import "FractionMath.h"
      
      int main( int argc, const char *argv[] ) {
          // create a new instance
          Fraction *frac1 = [[Fraction alloc] initWithNumerator: 1 denominator: 3];
          Fraction *frac2 = [[Fraction alloc] initWithNumerator: 2 denominator: 5];
          Fraction *frac3 = [frac1 mul: frac2];
      
          // print it
          [frac1 print];
          printf( " * " );
          [frac2 print];
          printf( " = " );
          [frac3 print];
          printf( "\n" );
      
          // free memory
          [frac1 release];
          [frac2 release];
          [frac3 release];
      
          return 0;
      }

    • output

      1/3 * 2/5 = 2/15

    • 重點是 @implementation 跟 @interface 這兩行：@interface Fraction (Math) 以及 @implementation Fraction (Math).
    • （同一個 class）只能有一個同名的 category，其他的 categories 得加上不同的、獨一無二的名字。
    • Categories 在建立 private methods 時十分有用。因為 Objective-C 並沒有像 Java 這種 private/protected/public methods 的概念，所以必須要使用 categories 來達成這種功能。作法是把 private method 從你的 class header (.h) 檔案移到 implementation (.m) 檔案。以下是此種作法一個簡短的範例。
    • MyClass.h

      #import <Foundation/NSObject.h>
      
      @interface MyClass: NSObject
      -(void) publicMethod;
      @end

    • MyClass.m

      #import "MyClass.h"
      #import <stdio.h>
      
      @implementation MyClass
      -(void) publicMethod {
          printf( "public method\n" );
      }
      @end
      
      // private methods
      @interface MyClass (Private)
      -(void) privateMethod;
      @end
      
      @implementation MyClass (Private)
      -(void) privateMethod {
          printf( "private method\n" );
      }
      @end

    • main.m

      #import "MyClass.h"
      
      int main( int argc, const char *argv[] ) {
          MyClass *obj = [[MyClass alloc] init];
      
          // this compiles
          [obj publicMethod];
      
          // this throws errors when compiling
          //[obj privateMethod];
      
          // free memory
          [obj release];
          
          return 0;
      }

    • output

      public method

  • Posing

    • Posing 有點像 categories，但是不太一樣。它允許你擴充一個 class，並且全面性地的扮演（pose）這個 super class。例如：你有一個擴充 NSArray 的 NSArrayChild 物件。如果你讓 NSArrayChild 扮演 NSArray，則在你的程式碼中所有的 NSArray 都會自動被替代為 NSArrayChild。
    • 基於 "Programming in Objective-C," Copyright © 2004 by Sams Publishing一書中的範例，並經過允許而刊載。
    • FractionB.h

      #import "Fraction.h"
      
      @interface FractionB: Fraction
      -(void) print;
      @end
      

    • FractionB.m

      #import "FractionB.h"
      #import <stdio.h>
      
      @implementation FractionB
      -(void) print {
          printf( "(%i/%i)", numerator, denominator );
      }
      @end

    • main.m

      #import <stdio.h>
      #import "Fraction.h"
      #import "FractionB.h"
      
      int main( int argc, const char *argv[] ) {
          Fraction *frac = [[Fraction alloc] initWithNumerator: 3 denominator: 10];
      
          // print it
          printf( "The fraction is: " );
          [frac print];
          printf( "\n" );
      
          // make FractionB pose as Fraction
          [FractionB poseAsClass: [Fraction class]];
      
          Fraction *frac2 = [[Fraction alloc] initWithNumerator: 3 denominator: 10];
      
          // print it
          printf( "The fraction is: " );
          [frac2 print];
          printf( "\n" );
      
          // free memory
          [frac release];
          [frac2 release];
      
          return 0;
      }

    • output

      The fraction is: 3/10
      The fraction is: (3/10)

    • 這個程式的輸出中，第一個 fraction 會輸出 3/10，而第二個會輸出 (3/10)。這是 FractionB 中實作的方式。
    • poseAsClass 這個 method 是 NSObject 的一部份，它允許 subclass 扮演 superclass。

  • Protocols

    • Objective-C 裡的 Protocol 與 Java 的 interface 或是 C++ 的 purely virtual class 相同。
    • 基於 "Programming in Objective-C," Copyright © 2004 by Sams Publishing一書中的範例，並經過允許而刊載。
    • Printing.h

      @protocol Printing
      -(void) print;
      @end

    • Fraction.h

      #import <Foundation/NSObject.h>
      #import "Printing.h"
      
      @interface Fraction: NSObject <Printing, NSCopying> {
          int numerator;
          int denominator;
      }
      
      -(Fraction*) initWithNumerator: (int) n denominator: (int) d;
      -(void) setNumerator: (int) d;
      -(void) setDenominator: (int) d;
      -(void) setNumerator: (int) n andDenominator: (int) d;
      -(int) numerator;
      -(int) denominator;
      @end

    • Fraction.m

      #import "Fraction.h"
      #import <stdio.h>
      
      @implementation Fraction
      -(Fraction*) initWithNumerator: (int) n denominator: (int) d {
          self = [super init];
      
          if ( self ) {
              [self setNumerator: n andDenominator: d];
          }
      
          return self;
      }
      
      -(void) print {
          printf( "%i/%i", numerator, denominator );
      }
      
      -(void) setNumerator: (int) n {
          numerator = n;
      }
      
      -(void) setDenominator: (int) d {
          denominator = d;
      }
      
      -(void) setNumerator: (int) n andDenominator: (int) d {
          numerator = n;
          denominator = d;
      }
      
      -(int) denominator {
          return denominator;
      }
      
      -(int) numerator {
          return numerator;
      }
      
      -(Fraction*) copyWithZone: (NSZone*) zone {
          return [[Fraction allocWithZone: zone] initWithNumerator: numerator
                                                 denominator: denominator];
      }
      @end

    • Complex.h

      #import <Foundation/NSObject.h>
      #import "Printing.h"
      
      @interface Complex: NSObject <Printing> {
          double real;
          double imaginary;
      }
      
      -(Complex*) initWithReal: (double) r andImaginary: (double) i;
      -(void) setReal: (double) r;
      -(void) setImaginary: (double) i;
      -(void) setReal: (double) r andImaginary: (double) i;
      -(double) real;
      -(double) imaginary;
      @end

    • Complex.m

      #import "Complex.h"
      #import <stdio.h>
      
      @implementation Complex
      -(Complex*) initWithReal: (double) r andImaginary: (double) i {
          self = [super init];
      
          if ( self ) {
              [self setReal: r andImaginary: i];
          }
      
          return self;
      }
      
      -(void) setReal: (double) r {
          real = r;
      }
      
      -(void) setImaginary: (double) i {
          imaginary = i;
      }
      
      -(void) setReal: (double) r andImaginary: (double) i {
          real = r;
          imaginary = i;
      }
      
      -(double) real {
          return real;
      }
      
      -(double) imaginary {
          return imaginary;
      }
      
      -(void) print {
          printf( "%_f + %_fi", real, imaginary );
      }
      @end

    • main.m

      #import <stdio.h>
      #import "Fraction.h"
      #import "Complex.h"
      
      int main( int argc, const char *argv[] ) {
          // create a new instance
          Fraction *frac = [[Fraction alloc] initWithNumerator: 3 denominator: 10];
          Complex *comp = [[Complex alloc] initWithReal: 5 andImaginary: 15];
          id <Printing> printable;
          id <NSCopying, Printing> copyPrintable;
      
          // print it
          printable = frac;
          printf( "The fraction is: " );
          [printable print];
          printf( "\n" );
      
          // print complex
          printable = comp;
          printf( "The complex number is: " );
          [printable print];
          printf( "\n" );
      
          // this compiles because Fraction comforms to both Printing and NSCopyable
          copyPrintable = frac;
      
          // this doesn't compile because Complex only conforms to Printing
          //copyPrintable = comp;
      
          // test conformance
      
          // true
          if ( [frac conformsToProtocol: @protocol( NSCopying )] == YES ) {
              printf( "Fraction conforms to NSCopying\n" );
          }
      
          // false
          if ( [comp conformsToProtocol: @protocol( NSCopying )] == YES ) {
              printf( "Complex conforms to NSCopying\n" );
          }
      
          // free memory
          [frac release];
          [comp release];
      
          return 0;
      }

    • output

      The fraction is: 3/10
      The complex number is: 5.000000 + 15.000000i
      Fraction conforms to NSCopying

    • protocol 的宣告十分簡單，基本上就是 @protocol ProtocolName (methods you must implement) @end。
    • 要遵從（conform）某個 protocol，將要遵從的 protocols 放在 <> 裡面，並以逗點分隔。如：@interface SomeClass <Protocol1, Protocol2, Protocol3>
    • protocol 要求實作的 methods 不需要放在 header 檔裡面的 methods 列表中。如你所見，Complex.h 檔案裡沒有 -(void) print 的宣告，卻還是要實作它，因為它（Complex class）遵從了這個 protocol。
    • Objective-C 的介面系統有一個獨一無二的觀念是如何指定一個型別。比起 C++ 或 Java 的指定方式，如：Printing *someVar = ( Printing * ) frac; 你可以使用 id 型別加上 protocol：id <Printing> var = frac;。這讓你可以動態地指定一個要求多個 protocol 的型別，卻從頭到尾只用了一個變數。如：<Printing, NSCopying> var = frac;
    • 就像使用@selector 來測試物件的繼承關係，你可以使用 @protocol 來測試物件是否遵從介面。如果物件遵從這個介面，[object conformsToProtocol: @protocol( SomeProtocol )] 會回傳一個 YES 型態的 BOOL 物件。同樣地，對 class 而言也能如法炮製 [SomeClass conformsToProtocol: @protocol( SomeProtocol )]。

• 記憶體管理

  • 到目前為止我都刻意避開 Objective-C 的記憶體管理議題。你可以呼叫物件上的 dealloc，但是若物件裡包含其他物件的指標的話，要怎麼辦呢？要釋放那些物件所佔據的記憶體也是一個必須關注的問題。當你使用 Foundation framework 建立 classes 時，它如何管理記憶體？這些稍後我們都會解釋。
    • 注意：之前所有的範例都有正確的記憶體管理，以免你混淆。

  • Retain and Release（保留與釋放）

    • Retain 以及 release 是兩個繼承自 NSObject 的物件都會有的 methods。每個物件都有一個內部計數器，可以用來追蹤物件的 reference 個數。如果物件有 3 個 reference 時，不需要 dealloc 自己。但是如果計數器值到達 0 時，物件就得 dealloc 自己。[object retain] 會將計數器值加 1（值從 1 開始），[object release] 則將計數器值減 1。如果呼叫 [object release] 導致計數器到達 0，就會自動 dealloc。
    • Fraction.m

      ...
      -(void) dealloc {
          printf( "Deallocing fraction\n" );
          [super dealloc];
      }
      ...

    • 基於 "Programming in Objective-C," Copyright © 2004 by Sams Publishing一書中的範例，並經過允許而刊載。
    • main.m

      #import "Fraction.h"
      #import <stdio.h>
      
      int main( int argc, const char *argv[] ) {
          Fraction *frac1 = [[Fraction alloc] init];
          Fraction *frac2 = [[Fraction alloc] init];
      
          // print current counts
          printf( "Fraction 1 retain count: %i\n", [frac1 retainCount] );
          printf( "Fraction 2 retain count: %i\n", [frac2 retainCount] );
      
          // increment them
          [frac1 retain]; // 2
          [frac1 retain]; // 3
          [frac2 retain]; // 2
      
          // print current counts
          printf( "Fraction 1 retain count: %i\n", [frac1 retainCount] );
          printf( "Fraction 2 retain count: %i\n", [frac2 retainCount] );
      
          // decrement
          [frac1 release]; // 2
          [frac2 release]; // 1
      
          // print current counts
          printf( "Fraction 1 retain count: %i\n", [frac1 retainCount] );
          printf( "Fraction 2 retain count: %i\n", [frac2 retainCount] );
          
          // release them until they dealloc themselves
          [frac1 release]; // 1
          [frac1 release]; // 0
          [frac2 release]; // 0
      }

    • output

      Fraction 1 retain count: 1
      Fraction 2 retain count: 1
      Fraction 1 retain count: 3
      Fraction 2 retain count: 2
      Fraction 1 retain count: 2
      Fraction 2 retain count: 1
      Deallocing fraction
      Deallocing fraction

    • Retain call 增加計數器值，而 release call 減少它。你可以呼叫 [obj retainCount] 來取得計數器的 int 值。 當當 retainCount 到達 0，兩個物件都會 dealloc 自己，所以可以看到印出了兩個 "Deallocing fraction"。

  • Dealloc

    • 當你的物件包含其他物件時，就得在 dealloc 自己時釋放它們。Objective-C 的一個優點是你可以傳遞訊息給 nil，所以不需要經過一堆防錯測試來釋放一個物件。
    • 基於 "Programming in Objective-C," Copyright © 2004 by Sams Publishing一書中的範例，並經過允許而刊載。
    • AddressCard.h

      #import <Foundation/NSObject.h>
      #import <Foundation/NSString.h>
      
      @interface AddressCard: NSObject {
          NSString *first;
          NSString *last;
          NSString *email;
      }
      
      -(AddressCard*) initWithFirst: (NSString*) f
                      last: (NSString*) l
                      email: (NSString*) e;
      -(NSString*) first;
      -(NSString*) last;
      -(NSString*) email;
      -(void) setFirst: (NSString*) f;
      -(void) setLast: (NSString*) l;
      -(void) setEmail: (NSString*) e;
      -(void) setFirst: (NSString*) f
              last: (NSString*) l
              email: (NSString*) e;
      -(void) setFirst: (NSString*) f last: (NSString*) l;
      -(void) print;
      @end

    • AddressCard.m

      #import "AddressCard.h"
      #import <stdio.h>
      
      @implementation AddressCard
      -(AddressCard*) initWithFirst: (NSString*) f
                      last: (NSString*) l
                      email: (NSString*) e {
          self = [super init];
      
          if ( self ) {
              [self setFirst: f last: l email: e];
          }
      
          return self;
      }
      
      -(NSString*) first {
          return first;
      }
      
      -(NSString*) last {
          return last;
      }
      
      -(NSString*) email {
          return email;
      }
      
      -(void) setFirst: (NSString*) f {
          [f retain];
          [first release];
          first = f;
      }
      
      -(void) setLast: (NSString*) l {
          [l retain];
          [last release];
          last = l;
      }
      
      -(void) setEmail: (NSString*) e {
          [e retain];
          [email release];
          email = e;
      }
      
      -(void) setFirst: (NSString*) f
              last: (NSString*) l
              email: (NSString*) e {
          [self setFirst: f];
          [self setLast: l];
          [self setEmail: e];
      }
      
      -(void) setFirst: (NSString*) f last: (NSString*) l {
          [self setFirst: f];
          [self setLast: l];
      }
      
      -(void) print {
          printf( "%s %s <%s>", [first cString],
                                      [last cString],
                                      [email cString] );
      }
      
      -(void) dealloc {
          [first release];
          [last release];
          [email release];
      
          [super dealloc];
      }
      @end

    • main.m

      #import "AddressCard.h"
      #import <Foundation/NSString.h>
      #import <stdio.h>
      
      int main( int argc, const char *argv[] ) {
          NSString *first =[[NSString alloc] initWithCString: "Tom"];
          NSString *last = [[NSString alloc] initWithCString: "Jones"];
          NSString *email = [[NSString alloc] initWithCString: "[email protected]"];
          AddressCard *tom = [[AddressCard alloc] initWithFirst: first
                                                  last: last
                                                  email: email];
      
          // we're done with the strings, so we must dealloc them
          [first release];
          [last release];
          [email release];
      
          // print to show the retain count
          printf( "Retain count: %i\n", [[tom first] retainCount] );
          [tom print];
          printf( "\n" );
          
          // free memory
          [tom release];
      
          return 0;
      }

    • output

      Retain count: 1
      Tom Jones <[email protected]>

    • 如 AddressCard.m，這個範例不僅展示如何撰寫一個 dealloc method，也展示了如何 dealloc 成員變數。
    • 每個 set method 裡的三個動作的順序非常重要。假設你把自己當參數傳給一個自己的 method（有點怪，不過確實可能發生）。若你先 release，「然後」才 retain，你會把自己給解構（destruct，相對於建構）！這就是為什麼應該要 1) retain 2) release 3) 設值 的原因。
    • 通常我們不會用 C 形式字串來初始化一個變數，因為它不支援 unicode。下一個 NSAutoreleasePool 的例子會用展示正確使用並初始化字串的方式。
    • 這只是處理成員變數記憶體管理的一種方式，另一種方式是在你的 set methods 裡面建立一份拷貝。

  • Autorelease Pool

    • 當你想用 NSString 或其他 Foundation framework classes 來做更多程式設計工作時，你需要一個更有彈性的系統，也就是使用 Autorelease pools。
    • 當開發 Mac Cocoa 應用程式時，autorelease pool 會自動地幫你設定好。
    • 基於 "Programming in Objective-C," Copyright © 2004 by Sams Publishing一書中的範例，並經過允許而刊載。
    • main.m

      #import <Foundation/NSString.h>
      #import <Foundation/NSAutoreleasePool.h>
      #import <stdio.h>
      
      int main( int argc, const char *argv[] ) {
          NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];
          NSString *str1 = @"constant string";
          NSString *str2 = [NSString stringWithString: @"string managed by the pool"];
          NSString *str3 = [[NSString alloc] initWithString: @"self managed string"];
      
          // print the strings
          printf( "%s retain count: %x\n", [str1 cString], [str1 retainCount] );
          printf( "%s retain count: %x\n", [str2 cString], [str2 retainCount] );
          printf( "%s retain count: %x\n", [str3 cString], [str3 retainCount] );
      
          // free memory
          [str3 release];
      
          // free pool
          [pool release];
          return 0;
      }

    • output

      constant string retain count: ffffffff
      string managed by the pool retain count: 1
      self managed string retain count: 1

    • 如果你執行這個程式，你會發現幾件事：第一件事，str1 的 retainCount 為 ffffffff。
    • 另一件事，雖然我只有 release str3，整個程式卻還是處於完美的記憶體管理下，原因是第一個常數字串已經自動被加到 autorelease pool 裡了。還有一件事，字串是由 stringWithString 產生的。這個 method 會產生一個 NSString class 型別的字串，並自動加進 autorelease pool。
    • 千萬記得，要有良好的記憶體管理，像 [NSString stringWithString: @"String"] 這種 method 使用了 autorelease pool，而 alloc method 如 [[NSString alloc] initWithString: @"String"] 則沒有使用 auto release pool。
    • 在 Objective-C 有兩種管理記憶體的方法， 1) retain and release or 2) retain and release/autorelease。
    • 對於每個 retain，一定要對應一個 release 「或」一個 autorelease。
    • 下一個範例會展示我說的這點。
    • 基於 "Programming in Objective-C," Copyright © 2004 by Sams Publishing一書中的範例，並經過允許而刊載。
    • Fraction.h

      ...
      +(Fraction*) fractionWithNumerator: (int) n denominator: (int) d;
      ...
      

    • Fraction.m

      ...
      +(Fraction*) fractionWithNumerator: (int) n denominator: (int) d {
          Fraction *ret = [[Fraction alloc] initWithNumerator: n denominator: d];
          [ret autorelease];
      
          return ret;
      }
      ...

    • main.m

      #import <Foundation/NSAutoreleasePool.h>
      #import "Fraction.h"
      #import <stdio.h>
      
      int main( int argc, const char *argv[] ) {
          NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];
          Fraction *frac1 = [Fraction fractionWithNumerator: 2 denominator: 5];
          Fraction *frac2 = [Fraction fractionWithNumerator: 1 denominator: 3];
      
          // print frac 1
          printf( "Fraction 1: " );
          [frac1 print];
          printf( "\n" );
      
          // print frac 2
          printf( "Fraction 2: " );
          [frac2 print];
          printf( "\n" );
      
          // this causes a segmentation fault
          //[frac1 release];
      
          // release the pool and all objects in it
          [pool release];
          return 0;
      }

    • output

      Fraction 1: 2/5
      Fraction 2: 1/3

    • 在這個例子裡，此 method 是一個 class level method。在物件建立後，在它上面呼叫 了 autorelease。在 main method 裡面，我從未在此物件上呼叫 release。
    • 這樣行得通的原因是：對任何 retain 而言，一定要呼叫一個 release 或 autorelease。物件的 retainCount 從 1 起跳 ，然後我在上面呼叫 1 次 autorelease，表示 1 - 1 = 0。當 autorelease pool 被釋放時，它會計算所有物件上的 autorelease 呼叫次數，並且呼叫相同次數的 [obj release]。
    • 如同註解所說，不把那一行註解掉會造成分段錯誤（segment fault）。因為物件上已經呼叫過 autorelease，若再呼叫 release，在釋放 autorelease pool 時會試圖呼叫一個 nil 物件上的 dealloc，但這是不允許的。最後的算式會變為：1 (creation) - 1 (release) - 1 (autorelease) = -1
    • 管理大量暫時物件時，autorelease pool 可以被動態地產生。你需要做的只是建立一個 pool，執行一堆會建立大量動態物件的程式碼，然後釋放這個 pool。你可能會感到好奇，這表示可能同時有超過一個 autorelease pool 存在。

• Foundation framework classes

  • Foundation framework 地位如同 C++ 的 Standard Template Library。不過 Objective-C 是真正的動態識別語言（dynamic types），所以不需要像 C++ 那樣肥得可怕的樣版（templates）。這個 framework 包含了物件組、網路、執行緒，還有更多好東西。

  • NSArray

    • 基於 "Programming in Objective-C," Copyright © 2004 by Sams Publishing一書中的範例，並經過允許而刊載。
    • main.m

      #import <Foundation/NSArray.h>
      #import <Foundation/NSString.h>
      #import <Foundation/NSAutoreleasePool.h>
      #import <Foundation/NSEnumerator.h>
      #import <stdio.h>
      
      void print( NSArray *array ) {
          NSEnumerator *enumerator = [array objectEnumerator];
          id obj;
      
          while ( obj = [enumerator nextObject] ) {
              printf( "%s\n", [[obj description] cString] );
          }
      }
      
      int main( int argc, const char *argv[] ) {
          NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];
          NSArray *arr = [[NSArray alloc] initWithObjects:
                          @"Me", @"Myself", @"I", nil];
          NSMutableArray *mutable = [[NSMutableArray alloc] init];
      
          // enumerate over items
          printf( "----static array\n" );
          print( arr );
      
          // add stuff
          [mutable addObject: @"One"];
          [mutable addObject: @"Two"];
          [mutable addObjectsFromArray: arr];
          [mutable addObject: @"Three"];
      
          // print em
          printf( "----mutable array\n" );
          print( mutable );
      
          // sort then print
          printf( "----sorted mutable array\n" );
          [mutable sortUsingSelector: @selector( caseInsensitiveCompare: )];
          print( mutable );
          
          // free memory
          [arr release];
          [mutable release];
          [pool release];
      
          return 0;
      }

    • output

      ----static array
      Me
      Myself
      I
      ----mutable array
      One
      Two
      Me
      Myself
      I
      Three
      ----sorted mutable array
      I
      Me
      Myself
      One
      Three
      Two

    • 陣列有兩種（通常是 Foundation classes 中最資料導向的部分），NSArray 跟 NSMutableArray，顧名思義，mutable（善變的）表示可以被改變，而 NSArray 則不行。這表示你可以製造一個 NSArray 但卻不能改變它的長度。
    • 你可以用 Obj, Obj, Obj, ..., nil 為參數呼叫建構子來初始化一個陣列，其中 nil 表示結尾符號。
    • 排序（sorting）展示如何用 selector 來排序一個物件，這個 selector 告訴陣列用 NSString 的忽略大小寫順序來排序。如果你的物件有好幾個排序方法，你可以使用這個 selector 來選擇你想用的方法。
    • 在 print method 裡，我使用了 description method。它就像 Java 的 toString，會回傳物件的 NSString 表示法。
    • NSEnumerator 很像 Java 的列舉系統。while ( obj = [array objectEnumerator] ) 行得通的理由是 objectEnumerator 會回傳最後一個物件的 nil。在 C 裡 nil 通常代表 0，也就是 false。改用 ( ( obj = [array objectEnumerator] ) != nil ) 也許更好。

  • NSDictionary

    • 基於 "Programming in Objective-C," Copyright © 2004 by Sams Publishing一書中的範例，並經過允許而刊載。
    • main.m

      #import <Foundation/NSString.h>
      #import <Foundation/NSAutoreleasePool.h>
      #import <Foundation/NSDictionary.h>
      #import <Foundation/NSEnumerator.h>
      #import <Foundation/Foundation.h>
      #import <stdio.h>
      
      void print( NSDictionary *map ) {
          NSEnumerator *enumerator = [map keyEnumerator];
          id key;
      
          while ( key = [enumerator nextObject] ) {
              printf( "%s => %s\n",
                      [[key description] cString],
                      [[[map objectForKey: key] description] cString] );
          }
      }
      
      int main( int argc, const char *argv[] ) {
          NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];
          NSDictionary *dictionary = [[NSDictionary alloc] initWithObjectsAndKeys:
              @"one", [NSNumber numberWithInt: 1],
              @"two", [NSNumber numberWithInt: 2],
              @"three", [NSNumber numberWithInt: 3],
              nil];
          NSMutableDictionary *mutable = [[NSMutableDictionary alloc] init];
      
          // print dictionary
          printf( "----static dictionary\n" );
          print( dictionary );
      
          // add objects
          [mutable setObject: @"Tom" forKey: @"[email protected]"];
          [mutable setObject: @"Bob" forKey: @"[email protected]" ];
      
          // print mutable dictionary
          printf( "----mutable dictionary\n" );
          print( mutable );
      
          // free memory 
          [dictionary release];
          [mutable release];
          [pool release];
      
          return 0;
      }

    • output

      ----static dictionary
      1 => one
      2 => two
      3 => three
      ----mutable dictionary
      [email protected] => Bob
      [email protected] => Tom

• 優點與缺點

  • 優點

    • Cateogies
    • Posing
    • 動態識別
    • 指標計算
    • 彈性訊息傳遞
    • 不是一個過度複雜的 C 衍生語言
    • 可透過 Objective-C++ 與 C++ 結合

  • 缺點

    • 不支援命名空間
    • 不支援運算子多載（雖然這常常被視為一個優點，不過正確地使用運算子多載可以降低程式碼複雜度）
    • 語言裡仍然有些討厭的東西，不過不比 C++ 多。

• 更多資訊

  • Object-Oriented Programming and the Objective-C Language
  • GNUstep mini tutorials
  • Programming in Objective-C
  • Learning Cocoa with Objective-C
  • Cocoa Programming for Mac OS X

转：http://www.otierney.net/objective-c.html.zh-tw.big5

Last modified: April 13, 2004. 
中文翻譯：William Shih (xamous)，January 7, 2005