[Cocoa]深入浅出Cocoa 之动态创建类

深入浅出Cocoa 之动态创建类

罗朝辉 (http://www.cnblogs.com/kesalin/)

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在前文《深入浅出Cocoa之类与对象》一文中，我已经详细介绍了ObjC中的 Class 与 Object 的概念，今天我们来如何在运行

时动态创建类。下面这个函数就是应用前面讲到的Class，MetaClass的概念，在运行时动态创建一个类。这个函数来自《Inside Mac OS X-The Objective-C Programming Language》。

#import <objc/objc.h>
#import <objc/runtime.h>

BOOL CreateClassDefinition( const char * name, const char * superclassName)
{
    struct objc_class * meta_class;
    struct objc_class * super_class;
    struct objc_class * new_class;
    struct objc_class * root_class;
    va_list args;
    
    // 确保父类存在
    super_class = (struct objc_class *)objc_lookUpClass (superclassName);
    if (super_class == nil)
    {
        return NO;
    }
    
    // 确保要创建的类不存在
    if (objc_lookUpClass (name) != nil)
    {
        return NO;
    }
    
    // 查找 root class，因为 meta class 的 isa 指向 root class 的 meta class
    root_class = super_class;
    while( root_class->super_class != nil )
    {
        root_class = root_class->super_class;
    }
    
    // 为 class 及其 meta class 分配内存
    new_class = calloc( 2, sizeof(struct objc_class) );
    meta_class = &new_class[1];
    
    // 设置 class
    new_class->isa = meta_class;
    new_class->info = CLS_CLASS;
    meta_class->info = CLS_META;

    // 拷贝类名字，这里为了提高效率，让 class 与 meta class 都指向同一个类名字符串
    new_class->name = malloc (strlen (name) + 1);
    strcpy ((char*)new_class->name, name);
    meta_class->name = new_class->name;
    
    // 分配并置空 method lists，我们可以在之后使用 class_addMethods 向类中增加方法
    new_class->methodLists = calloc( 1, sizeof(struct objc_method_list *) );
    meta_class->methodLists = calloc( 1, sizeof(struct objc_method_list *) );
    
    // 将类加入到继承体系中去：
    // 1，设置类的 super class
    // 2，设置 meta class 的 super class
    // 3，设置 meta class 的 isa
    new_class->super_class = super_class;
    meta_class->super_class = super_class->isa;
    meta_class->isa = (void *)root_class->isa;
    
    // 最后，将 class 注册到运行时系统中
    objc_addClass( new_class );
    
    return YES;
}

如果要在代码中使用运行时相关的函数，我们需要导入 libobjc.dylib，并导入相关的头文件（比如这里的 runtime.h）。

在前文中总结到“ObjC 为每个类的定义生成两个 objc_class ，一个即普通的 class，另一个即 metaclass。我们可以在运行期创建这两个 objc_class 数据结构，然后使用 objc_addClass 动态地创建新的类定义。”，这在上面的代码中就体现出来了:new_class 和 meta_class 就是新类所必须的两个 objc_class。其他的代码就不解释了，注释以及代码足以自明了。

在实际的运用中，我们使用 ObjC 运行时函数来动态创建类：

Class objc_allocateClassPair(Class superclass, const char *name, size_t extraBytes);

譬如：

#import <objc/objc.h>
#import <objc/runtime.h>

void ReportFunction(id self, SEL _cmd)
{
    NSLog(@" >> This object is %p.", self);
    NSLog(@" >> Class is %@, and super is %@.", [self class], [self superclass]);
    
    Class prevClass = NULL;
    int count = 1;
    for (Class currentClass = [self class]; currentClass; ++count)
    {
        prevClass = currentClass;
        
        NSLog(@" >> Following the isa pointer %d times gives %p", count, currentClass);
        
        currentClass = object_getClass(currentClass);
        if (prevClass == currentClass)
            break;
    }
    
    NSLog(@" >> NSObject's class is %p", [NSObject class]);
    NSLog(@" >> NSObject's meta class is %p", object_getClass([NSObject class]));
}

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

    @autoreleasepool
    {
        Class newClass = objc_allocateClassPair([NSString class], "NSStringSubclass", 0);
        class_addMethod(newClass, @selector(report), (IMP)ReportFunction, "v@:");
        objc_registerClassPair(newClass);
        
        id instanceOfNewClass = [[newClass alloc] init];
        [instanceOfNewClass performSelector:@selector(report)];
        [instanceOfNewClass release];
    }
    
    return 0;
}

在上面的代码中，我们创建继承自 NSString 的子类 NSStringSubclass，然后向其中添加方法 report，并在运行时系统中注册，这样我们就可以使用这个新类了。在这里使用 performSelector 来向新类的对象发送消息，可以避免编译警告信息（因为我们并没有声明该类及其可响应的消息）。

执行结果为：

 >> This object is 0x100114710.
 >> Class is NSStringSubclass, and super is NSString.
 >> Following the isa pointer 1 times gives 0x100114410
 >> Following the isa pointer 2 times gives 0x100114560
 >> Following the isa pointer 3 times gives 0x7fff7e257b50
 >> NSObject's class is 0x7fff7e257b78
 >> NSObject's meta class is 0x7fff7e257b50

 

根据前文中的类关系图，我们不难从执行结果中分析出 NSStringSubclass 的内部类结构：

1，对象的地址为 ：0x100114710
2，class 的地址为：0x100114410
3，meta class 的地址为：0x100114560
4，meta class 的 class 地址为：0x7fff7e257b50 （也是 NSObject 的 meta class）
5，NSObject 的 meta class 的 meta class 是其自身