objc 学习笔记（一）

前言

如何掌握高级编程语言

底层思维: 向下，如何把握机器底层从微观理解对象构造
- 语言构造
- 编译转换
- 内存模型
- 运行时机制
抽象思维：向上，如何将我们的周围世界为程序代码
- 面向对象
- 组件封装
- 设计模式
- 架构模式

两种开发方式

Clang或GCC命令行
- clang-fobjc-arc helloword.m
- -fobjc-arc支持ARC内存管理
- 适合调试、研究、微观探查
Xcode项目
- 构建正规工程项目
- 使用大型框架，追求设计质量与代码组织
目前oc采用的LLVM-Clang的编译架构

类与对象

使用#import和#include的区别

import是oc语音的头文件导入，它能避免重复导入。确保头文件只会被导入一次。
include如果不注意很容易会重复导入，出现相互包含的编译错误。推荐使用import来导入头文件。

类和对象

类是对某一事物的描述，是抽象的，而对象是一个实实在在的个体，是类的一个实例。
类是对象的抽象，而对象是类的具体实例。

类型系统（不同的类型）

引用类型（复制的指针）
- 类 class
- 指针 pointer
- 块 block
值类型（直接复制的数值）
- 基础数据类型，int float等
- 结构 struct
- 枚举 enum
类型装饰
- 协议 protocol
- 类别 category
- 扩展 extension

类class和结构体struct的区别

从类型和实例关系来看
- class是类（类型）和对象（实例）
- struct是结构（类型）和值（实例）
class是引用类型，位于栈上的是指针（引用），位于堆上的是实体对象
struct是值类型，实例（值）内存直接位于栈中

栈与堆的区别

内存管理的范围

任何继承了NSObject的对象
对其他非对象类型无效
即只有oc对象需要进行内存管理，非oc对象类型比如基本的数据类型不需要进行内存管理

引入栈和堆的概念

栈（stack）

栈区（stack）是由编译器自动分配并释放，存放函数的参数值，局部变量等。栈是系统数据结构，对应线程/进程是唯一的。优点是快速高效，缺点是有限制，数据不灵活（先进后出）。
栈空间有两种分配方式：
- 静态分配是由编译器完成，比如局部变量的分配
- 动态分配由alloca函数完成，动态分配是无须释放的（自动释放）

堆（heap）

堆（heap）是由程序员分配和释放的，如果不释放，程序结束时，可能会由操作系统回收，比如在ios 中 alloc 都是存放在堆中。优点是灵活方便，数据适应面广泛，但是效率有一定降低。
堆空间的分配总是动态的。
操作系统使用stack 段中的指针值访问heap 段中的对象。如果stack 对象的指针没有了，则heap 中的对象就不能访问。这也是内存泄露的原因。

只有OC对象才需要进行内存管理的原因

OC对象在内存中是以堆的方式分配空间的，并且堆内存是由程序员释放的，就是release。OC对象存放于堆里面（堆内存要程序员手动回收）。堆里面的内存是动态分配的，所以需要程序员手动的去添加内存、回收内存。
非OC对象一般放在栈里面，栈内存会被系统自动回收。

stack 对象的优点主要有两点，一是创建速度快，二是管理简单，它有严格的生命周期。stack 对象的缺点是它不灵活。创建时长度是多大就一直是多大，创建时是哪个函数创建的，它的owner 就一直是它。不像heap 对象那样有多个owner ，其实多个owner 等同于引用计数。只有 heap 对象才是采用“引用计数”方法管理它。

总结区别

按管理方式分
- 对于栈，是由系统编译器自动管理，不需要程序员手动管理
- 对于堆，释放工作由程序员手动管理，不及时回收容易产生内存泄露
按分配方式分
- 堆是动态分配和回收内存的，没有静态分配的堆
- 栈有两种分配方式：静态分配和动态分配
  - 静态分配由系统编译器完成的，比如局部变量的分配
  - 动态分配由alloc函数进行分配的，但是栈的动态分配和堆不同，它的动态分配也由系统编译器进行释放，不是程序员手动管理。

两个运行内存图

数据成员：属性与实例变量

类型成员

数据成员 data member 描述对象状态
- 实例变量 instance variable
- 属性 propety
函数成员 function member 描述对象行为
- 方法 method
- 初始化器 init
- 析构器 dealloc

实例变量和属性的区别

大括号括起来的是instance variable（实例变量），只是简单的数值，不能绑定get/set方法，不能自动retain/copy/atomic。相当于一个简单的跟着instance走的局部变量
propety则是对get/set方法的语法封装，将两个方法的声明变成一个propety声明，并且通过标注各种attribute来完成许多基本任务。

属性认识

属性表达实例状态，描述类型的对外接口。相比直接访问实例变量，属性可以做更多的控制。
默认情况下，编译器会为属性定义propetyName自动合成：
- 一个getter访问器方法：propertyName
- 一个setter访问器方法：setPropertyName
- 一个实例变量_propertyName
可以自定义访问器方法，也可以更改访问器方法名、或实例变量名
可以使用静态全局变量（C语言）＋类方法，模拟类型属性

getter和setter方法

面向对象的语言一般都会有setter和getter器。在oc中一般这样写：
在.h中声明

-(void)setAge:(int)newAge;
-(int)age;

在.m文件中具体实现

-(void)setAge:(int)newAge {
	age = newAge;
}
-(int)age {
	return age;
}

调用方法，一般才用中括号[]和点.的方式调用。
之后引用了@property来改进setter和getter。但是必须声明与之对应的实例变量。
- 当编译器遇到@property的时候，会自动展开getter和setter的声明
- 在m文件中，@synthesize会自动生成getter和setter的实现。@synthesize会去访问str同名的变量，如果没有找到就会错。（所以必须声明与之对应的实例变量）
之后的版本中，不需要为属性声明实例变量，@synthesize如果找不到会自动生成一个同名的私有同名变量。
再之后的版本中，直接省略@synthesize，因为编译器可以自动为属性生成setter和getter方法以及以下划线开头的实例变量_propertyName。
目前，@property (nonatomic, copy) NSString *str;这句话完成了3个功能：
1）生成_str成员变量的get和set方法的声明；
2）生成_str成员变量set和get方法的实现；
3）生成一个_str的成员变量。(注意：这种方式生成的成员变量是private的)
设置访问方法的名字，默认的名字是setPropertyName和propertyName,可以通过设置@property的getter和setter属性来修改setter和getter器的方法名。
@property (nonatomic,copy,getter = show1,setter = show2:) NSString *str

属性重写setter和getter方法

如果只重写setter和getter其中之一，可以直接重写

-(void)setStr:(NSString *)str {
	_str = @"只重写setter方法";
}

如果要同时重写setter和getter。需要加上@synthesize propertyName = _propertyName;不然系统不认_str。
如果同时重写了setter和getter方法，系统就不会帮你自动生成这个_str。

@synthesize str = _str;
-(void)setStr:(NSString *)str {
	_str = @"同时重写setter和getter";
}
-(NSString *)str {
	return _str;
}

实例变量

可以定义实例变量，而不定义属性，只有实例变量没有类变量
如果自定义了getter和setter访问器方法，或者针对只读属性定义了getter访问器方法，编译器将不再合成实例变量，需要自己声明。
在类外一律使用属性来访问，类内大多也通过self使用属性访问，以下情况使用实例变量来访问:
- 初始化器init
- 析构器dealloc
- 自定义访问器方法
什么时候使用实例变量什么时候使用属性呢?参考这篇文章：iOS巩基之不再纠结实例变量&属性

属性的描述特性

读写特性
- 读写属性 readwrite 默认
- 只读属性 readonly
多线程特性
- 原子性atomic(默认)
- 非原子性 nonatomic
内存管理特性
- ARC环境
  - 强引用strong
  - 弱引用 weak 阻止循环引用
  - 拷贝属性 copy 创建独立拷贝
- 其他情况
  - retain
  - assign
  - unsafe_unretained

参考这篇文章关于属性的特性总结：
1.OC属性总结笔记
2.OC 属性特性assign,retain

函数成员：方法

方法是类的成员函数，表达实例行为或类型行为
所有方法默认为公有方法，没有private和protected方法
动态消息分发：方法调用通过运行时动态消息分发实现，在对象上调用方法又称为"向对象发送消息"
OC 的方法调用就是编译器通过 objc_msgSend()进行消息分发。下面两行代码是等价的：

[array insertObject:foo atIndex:0];
objc_msgSend(array, @selector(insertObject:atIndex:), foo, 0);

动态消息分发属于oc runtime机制，比较复杂。单独在分析。

runtime

objc语言是一门动态语言，它将很多静态语言在编译和链接时做的事放到了运行时来处理。
这种特性意味着OC不仅需要一个编译器，还需要一个运行时系统来执行编译的代码。对于OC来说，这个运行时系统就像一个操作系统一样。这个运行时系统即Runtime，是用C和汇编写的，这个库使得C语言有了面向对象的能力。其中最主要的是消息机制。对于C语言，函数的调用在编译的会决定调用哪个函数，编译完成之后顺序执行，无任何二义性。OC的函数调用称为消息发送，属于动态调用过程。在编译的时候并不能决定真正的调用哪个函数（事实证明，在编译阶段，OC可以调用任何函数，即使这个函数并未实现，只要声明过就不会报错。而C语言在编译阶段就会报错。）只有在真正运行的时候才会根据函数的名称找到对应的函数来调用。
Runtime库主要做下面几件事：
1.封装：在这个库中，对象可以用C语言中的结构体表示，而方法可以用C函数来实现，另外再加上一些额外的特性。这些结构体和函数被Runtime函数封装后，我们就可以在程序运行时创建、检查、修改类、对象和他们的方法了。
2.找出方法的最终执行代码：当程序执行[object doSomething]时，会向消息接收者(object)发送一条消息(doSomething)，Runtime会根据消息接收者是否能响应该消息而做出不同的反应。

实例方法和类型方法

实例方法的self指针代表当前实例对象，实例指针
类方法的self指针代表当前类

方法参数

注意值类型和引用类型的不同参数类型对外部的影响。
注意方法参数名，内部参数和外部参数，第二个参数名开始需要显示的提供外部参数名。
调用时，第一个参数名忽略，后面的参数名必须显示标明。

初始化器和析构器

认识初始化器和析构器

初始化器用于初始化对象实例或类型，是一个特殊的函数
- 对象初始化器 -(id) init可以重载多个
- 类型初始化器 +(void)initialize只能有一个
析构器用于释放对象拥有的资源，无返回值的函数
- 对象析构器-(void)dealloc只能有一个
- 没有类型析构器

对象初始化器

初始化对象实例时，init通常和alloc搭配使用
alloc所做的事情－NSObject已实现
- 在堆上分配合适大小的内存
- 将属性或者实例变量的内存置0
init所做的事情 - 可以自定义
- 调用父类初始化器[super init]（前置调用)
- 初始化当前对象实例变量(注意使用实例变量，不要使用属性)
new相等于调用alloc／init的无参数版本。
初始化器内部使用实例变量不使用属性。
id或者instancetype类型的返回值。
指定初始化器（真正实现的初始化），便捷初始化器（会调用指定初始化器）?

指定初始化方法和便利构造器

指定初始化方法

无论调用哪一个初始化方法都会调用的初始化方法，称为指定初始化方法。
一般会写一个传入参数最多的init方法，然后其他方法调用这个指定初始化方法即可。

- (id)initWithName:(NSString *)name
{
    //调用指定初始化方法
    return [self initWithName:name age:0 sex:'0' height:0];
}

//指定初始化方法
- (id)initWithName:(NSString *)name age:(NSInteger)age sex:(char)sex height:(CGFloat)height
{
    self = [super init];
    if (self) {
        _name = name;
        _age = age;
        _sex = sex;
        _height = height;
    }
    return self;
}

便利构造器

便利构造器就是一个类方法(+号方法)，内部实现是封装了alloc和初始化操作，创建对象更加方便快捷。
定义便利构造器有以下规则：
- 便利构造器是“+”方法。
- 返回本类型的实例。
- ⽅法名以类名开头。
- 可以有0到多个参数。

+(id)PersonWithName:(NSString *)name age:(NSInteger)age sex:(char)sex height:(CGFloat)height
{
    Person \*p = [[Person alloc] initWithName:name age:age sex:sex height:height];
    return p;
}

类初始化器

类初始化器initialize负责类型级别的初始化
initialize在每个类使用之前被系统自动调用，且每个进程周期中，只被调用一次。
子类的initialize会自动调用父类的initialize（前置调用）

对象析构器

对象析构器dealloc负责释放对象拥有的动态资源
- 自动实现：ARC将对象属性引用计数减持
- 手动实现：释放不受ARC管理的动态内存，如malloc分配的内存
- 手动实现：关闭非内存资源，如文件句柄，网络端口
dealloc由ARC根据对象引用计数规则，在释放对象内存前自动调用，无法手工调用
子类的dealloc会自动调用父类的dealloc(后置调用)

继承与多态

认识面向对象

封装 encapsulation
继承 inheritance
多态 polymorphism

继承

继承：每一个类只能有一个基类，子类自动继承基类
- 实例变量
- 属性
- 实例方法
- 类方法
所有类的根类：NSObject
继承的两层含义：
- 成员复用：子类复用基类成员
- 类型抽象：将子类当做父类来使用

运行时多态 polymorphism

多态：子类在父类统一行为接口下，表现不同的实现方式
对比重写和重载
- 子类重写父类同名同参数方法
- 方法名相同、参数不同，OC不支持方法的重载
在子类的代码中，可以使用super来调用基类的实现
- self具有多态性，可以指向不同的子类
- super没有多态性，仅指向当前父类

继承中的init和dealloc

初始化器init
- 子类自动继续基类的初始化器
- 子类也可以重写基类初始化器，此时子类初始化器必须首先调用基类的一个初始化器（手工调用）
析构器dealloc
- 子类可以选择继承基类析构器，或者重写基类析构器
- 子类析构器执行完毕后，会自动调用基类析构器（后置调用，且不支持手工调用）
- 子类析构器自动具有多态性
Tips:尽量避免在父类init和dealloc调用子类重写的方法。