ios学习路线—Objective-C(新特性)

1.方法顺序无关 
Objective-C类由声明文件h和实现文件m组成，所有的public方法都在h文件中声明，private方法可以写在m文件中，但是在早期的编译环境中需要注意方法的顺序，例如下面的代码，在早期的编译环境会给出警告： 
类和方法声明：

@interface ObjcNewFeatures : NSObject
-(void)doSomething:(NSString *) text;
@end

实现:

@implementation ObjcNewFeatures
-(void)doSomething:(NSString *)text{
    NSLog(@"%@", [text stringByAppendingFormat:[selfgetCode]]);
}
-(NSString *)getCode{
    return@"Unicode";
}
@end

早期编译器编译时会出现：warning: instance method ‘-getCode:’ not found…

这是因为根据编译顺序，编译器不知道在doSomething之后还有getCode方法，所以会给出警告。解决办法有多种，比如可以把getCode方法放到doSomething之前，也可以提前声明私有方法，如下： 在m文件中增加：

@interfaceObjcNewFeatures()
-(NSString *)getCode;
@end

新版编译器在LLVM中增加了新特性，改变了顺序编译的方式，首先扫描方法声明，然后再对其实现部分进行编译。这样无论是public还是private方法，就变得顺序无关了。目前XCode的最新版本4.3.3采用的默认编译器是Apple LLVM compiler 3.1，以上代码在最新的编译环境下正常运行。

2.枚举类型的改进
在OS X v10.5之前，我们如何在Objective-C中定义一个枚举类型呢？如下：

typedef enum { 
    ObjectiveC,
    Java, 
    Ruby, 
    Python, 
    Erlang 
}Language;

这种写法简单明了，用起来也不复杂，但是有一个问题，就是其枚举值的数据范围是模糊的，这个数值可能非常大，可能是负数，无法界定。

在OS X v10.5之后和iOS中，你可以这样写：

enum {
    ObjectiveC,
    Java,
    Ruby,
    Python,
    Erlang
};
typedef NSUInteger Language;

这种写法的好处是，首先这个枚举的数据类型是确定的，无符号整数。其次由于我们采用了 NSUInteger，可以不用考虑32位和64位的问题。带来的问题是数据类型和枚举常量没有显式的关联。 
在XCode4.4中，你可以这样写枚举了：

typedef enum Language : NSUInteger{
    ObjectiveC,
    Java, 
    Ruby, 
    Python, 
    Erlang 
}Language;

在列出枚举内容的同时绑定了枚举数据类型NSUInteger，这样带来的好处是增强的类型检查和更好的代码可读性。

当然，对于普通开发这来说，枚举类型可能不会涉及到复杂的数据，使用之前的两种写法也不会有什么大问题。无论如何，在XCode4.4发布之后，我们就可以尝试采用新的写法了。

3.属性合成
每个开发人员对property都很熟悉，我们需要为类定义属性，编写getter和setter方法。那么我们在Objective-C中是如何进行处理属性呢？很简单，首先在h文件中定义属性：

@property (strong) NSString *name;

然后在m文件中使用@synthesize指令实现属性的accessor方法和定义实例变量ivar：

@synthesize name = _name;

@synthesize的含义是，如果没有进行重载的情况下，编译器会根据读写属性自动为类实例变量_name生成getter和setter方法。当然，你也可以用@dynamic指令指定该属性的相关方法由开发人员实现。

这样看起来是不是已经很简单了？但是没有最简单只有更简单。在XCode4.4中，我们可以省略掉@synthesize name = name;这一行，完全交给编译器去实现。也就是说在h文件中声明属性name后，就可以直接在实现文件中使用该属性的getter和setter方法，并使用实例变量name。并且编译器会根据属性的可读和可写自动判断是否提供setter方法。

那么在这种情况下，如果你声明了@dynamic的属性，编译器该如何处理呢？所有synthesize相关的特性将不再起作用，你需要自己去实现属性的相关方法。

总接一下属性合成的新特性：
除非明确说明，否则属性相关的accessor方法（getter和setter）将自动生成。
除非所有的accessor方法提供实例变量，否则实例变量（例如_name）会自动生成。
如果使用了@synthesize，并没有提供实力变量名的话，会自动生成。
如果使用了@dynamic，那么自动合成无效，需要开发者自己实现。
Core Data的NSManagedObject及其子类不使用默认的属性合成功能。

4.语法简化
很多刚从其他编程语言转到Objective-C的同学看到长长的函数名会感到崩溃，不过我在上一篇文章中也提到过，这种语法让消息的传递像一个英语句子，大大增强了可读性。比如你想初始化一个浮点数，需要这么写：

NSNumber value = [NSNumber numberWithFloat:123.45f];

从这句中我们能够明确的知道代码的含义，但是，是否连简单的赋值语句也要这么处理呢？苹果在本次新特性中采用了折中的处理方式，针对很多基础类型采用了简写的方式，实现语法简化。简化以后，我们会发现从语法层面，这些简化的Objective-C更像Python和Ruby等动态语言的语法了。下面我们逐一介绍：
4.1.NSNumber
简化前的写法:

NSNumber *value;
value = [NSNumber numberWithInt:12345];
value = [NSNumber numberWithFloat:123.45f];
value = [NSNumber numberWithDouble:123.45];
value = [NSNumber numberWithBool:YES];

简化后的写法:

NSNumber *value;
value = @12345;
value = @123.45f;
value = @123.45;
value = @YES;

装箱表达式也可以采用类似的写法：

NSNumber *piOverSixteen = [NSNumber numberWithDouble: ( M_PI / 16 )];
NSString *path = [NSString stringWithUTF8String: getenv("PATH")];

可以分别简写为：

NSNumber *piOverSixteen = @( M_PI / 16 );
NSString *path = @( getenv("PATH") );

对于字符串表达式来说，需要注意的是表达式的值一定不能是NULL，否则会抛出异常。

4.2.NSArray  对于NSArray的初始化来说，有非常多的写法，这里就不再一一罗列，我们直接看新的写法

NSArray *array;
array = @[];               //空数组
array = @[ a ];          //一个对象的数组
array = @[ a, b, c ]; //多个对象的数组

非常简单，再也不用记住初始化多个对象的数组时，后面还要跟一个倒霉的nil。 现在我们看一下当声明多对象的数组时，编译器是如何处理的：

array = @[ a, b, c ];
编译器生成的代码：
id objects[] = { a, b, c };
NSUInteger count = sizeof(objects)/ sizeof(id);
array = [NSArray arrayWithObjects:objects count:count];

好吧，编译器已经为我们把这些简单重复的工作都做了，我们就可以安心解决真正的问题了：）不过有一点要注意，如果a，b，c对象有nil的话，运行时会抛出异常，这点和原来的处理方式不同，编码的时候要多加小心。

4.3.NSDictionary
同样，对于字典这个数据结构来说，有很多种初始化的方式，我们来看新的写法：

NSDictionary *dict;
dict = @{}; //空字典
dict = @{ k1 : o1 }; //包含一个键值对的字典
dict = @{ k1 : o1, k2 : o2, k3 : o3 }; //包含多个键值对的字典

最后我们总接一下容器类数据结构简化的限制： 采用上述写法构建的容器都是不可变的，如果需要生成可变容器，可以传递-mutableCopy消息。例如

NSMutableArray *mutablePlanets = [@[
@"Mercury", @"Venus", @"Earth",
@"Mars", @"Jupiter", @"Saturn",
@"Uranus", @"Neptune"
] mutableCopy];

不能对常量数组直接赋值，解决办法是在类方法(void)initialize进行赋值，如下：

@implementation MyClass 
static NSArray *thePlanets; 
+ (void)initialize { 
if (self == [MyClass class]) { 
　　thePlanets = @[ 
　　　　@”Mercury”, @”Venus”, @”Earth”, 
　　　　@”Mars”, @”Jupiter”, @”Saturn”, 
　　　　@”Uranus”, @”Neptune” 
　　]; 
} } 

没有常量字典

5.对象下标 

容器的语法简化让我们不难想到，可以通过下标的方式存取数组和字典的数据。 比如对于数组：

NSArray *array = @[ a, b, c ];

我们可以这样写：

id obj = array[i]; //通过下标方式获取数组对象，替换原有写法：array objectAtIndex:i];
array[i] = newObj; //也可以直接为数组对象赋值。替换原有写法：[array replaceObjectAtIndex:i withObject:newObj];

对于字典：

NSDictionary *dict = @{ k1 : o1, k2 : o2, k3 : o3 };

我们可以这样写：

id obj = dict[k2]; //获取o2对象，替换原有写法：[dic objectForKey:k2];
dic[k2] = newObj; //重新为键为k2的对象赋值，替换原有写法：[dic setObject:newObj forKey:k2]

同时，我们自己定义的容器类，只要实现了规定的下标方法，就可以采用下标的方式访问数据。要实现的方法如下：
数组类型的下标方法

- (elementType)objectAtIndexedSubscript:(indexType)idx; 
- (void)setObject:(elementType)object atIndexedSubscript:(indexType)idx; 

字典类型的下标方法

- (elementType)objectForKeyedSubscript:(keyType)key; 
- (void)setObject:(elementType)object forKeyedSubscript:(keyType)key;

其中需要注意的是indexType必须是整数，elementType和keyType必须是对象指针。

6.__nonull和_nullable
__nullable表示对象可以是NULL或nil。
__nonnull表示对象不应该为空。
示例：

@interface TestNullabilityClass ()
@property (nonatomic, copy) NSArray * items;
- (id)itemWithName:(NSString * __nonnull)name;
@end

@implementation TestNullabilityClass

...

- (void)testNullability {
// 编译器警告：Null passed to a callee that requires a non-null argument
[self itemWithName:nil];

}

- (id)itemWithName:(NSString * __nonnull)name {
return nil;
}
@end

7.Lightweight Generics轻量级泛型
Lightweight Generics 轻量级泛型，轻量是因为这是个纯编译器的语法支持（llvm 7.0），和 Nullability 一样，没有借助任何 objc runtime 的升级，也就是说，这个新语法在 Xcode 7 上可以使用且完全向下兼容（更低的 iOS 版本）

7.1.带泛型的容器
这无疑是本次最重大的改进，有了泛型后终于可以指定容器类中对象的类型了：

NSArray<NSString *> *strings = @[@"sun", @"yuan"];
NSDictionary<NSString *, NSNumber *> *mapping = @{@"a": @1, @"b": @2};

返回值的 id 被替换成具体的类型后，令人感动的代码提示也出来了：

假如向泛型容器中加入错误的对象，编译器会不开心的：

系统中常用的一系列容器类型都增加了泛型支持，甚至连 NSEnumerator 都支持了，这是非常 Nice 的改进。和 Nullability 一样，我认为最大的意义还是丰富了接口描述信息，对比下面两种写法：

@property (readonly) NSArray *imageURLs;
@property (readonly) NSArray<NSURL *> *imageURLs;

不用多想就清楚下面的数组中存的是什么，避免了 NSString 和 NSURL 的混乱。

7.2.自定义泛型类
比起使用系统的泛型容器，更好玩的是自定义一个泛型类，目前这里还没什么文档，但拦不住我们写测试代码，假设我们要自定义一个 Stack 容器类：

@interface Stack<ObjectType> : NSObject
- (void)pushObject:(ObjectType)object;
- (ObjectType)popObject;
@property (nonatomic, readonly) NSArray<ObjectType> *allObjects;
@end

这个 ObjectType 是传入类型的 placeholder，它只能在 @interface 上定义（类声明、类扩展、Category），如果你喜欢用 T 表示也 ok，这个类型在 @interface 和 @end 区间的作用域有效，可以把它作为入参、出参、甚至内部 NSArray 属性的泛型类型，应该说一切都是符合预期的。我们还可以给 ObjectType 增加类型限制，比如：

// 只接受 NSNumber * 的泛型
@interface Stack<ObjectType: NSNumber *> : NSObject
// 只接受满足 NSCopying 协议的泛型
@interface Stack<ObjectType: id<NSCopying>> : NSObject

若什么都不加，表示接受任意类型 ( id )；当类型不满足时编译器将产生 error。
实例化一个 Stack，一切工作正常：
对于多参数的泛型，用逗号隔开，其他都一样，可以参考 NSDictionary 的头文件。

7.3.协变性和逆变性  当类支持泛型后，它们的 Type 发生了变化，比如下面三个对象看上去都是 Stack，但实际上属于三个 Type：

Stack *stack; // Stack *
Stack<NSString *> *stringStack; // Stack<NSString *>
Stack<NSMutableString *> *mutableStringStack; // Stack<NSMutableString *>

当其中两种类型做类型转化时，编译器需要知道哪些转化是允许的，哪些是禁止的，比如，默认情况下：

我们可以看到，不指定泛型类型的 Stack 可以和任意泛型类型转化，但指定了泛型类型后，两个不同类型间是不可以强转的，假如你希望主动控制转化关系，就需要使用泛型的协变性和逆变性修饰符了：

__covariant - 协变性，子类型可以强转到父类型（里氏替换原则）
__contravariant - 逆变性，父类型可以强转到子类型（WTF?）

协变：

@interface Stack<__covariant ObjectType> : NSObject

效果：

逆变：

@interface Stack<__contravariant ObjectType> : NSObject

效果：

协变是非常好理解的，像 NSArray 的泛型就用了协变的修饰符，而逆变我还没有想到有什么实际的使用场景。

8. __kindof  这修饰符还是很实用的，解决了一个长期以来的小痛点，拿原来的 UITableView 的这个方法来说：

- (id)dequeueReusableCellWithIdentifier:(NSString *)identifier;

使用时前面基本会使用 UITableViewCell 子类型的指针来接收返回值，所以这个 API 为了让开发者不必每次都蛋疼的写显式强转，把返回值定义成了 id 类型，而这个 API 实际上的意思是返回一个 UITableViewCell 或 UITableViewCell 子类的实例，于是新的 __kindof 关键字解决了这个问题：

(__kindof UITableViewCell *)dequeueReusableCellWithIdentifier:(NSString *)identifier;

既明确表明了返回值，又让使用者不必写强转。再举个带泛型的例子，UIView 的 subviews 属性被修改成了：

@property (nonatomic, readonly, copy) NSArray<__kindof UIView *> *subviews;

这样，写下面的代码时就没有任何警告了：

UIButton *button = view.subviews.lastObject;

9.宏  NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN  NS_ASSUME_NONNULL_END
在这两个宏之间的代码，所有简单指针对象都被假定为nonnull，因此我们只需要去指定那些nullable的指针。如下代码所示：

NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN
@interface TestNullabilityClass ()

@property (nonatomic, copy) NSArray * itemsNS_DESIGNATED_INITIALIZER;

- (id)itemWithName:(nullable NSString *)name;

@end 
NS_ASSUME_NONNULL_END

NS_DESIGNATED_INITIALIZER 这个宏并不是新面孔，可以使用它标志出像 Swift 一样的指定构造器和便捷构造器。