从C#到Objective-C，循序渐进学习苹果开发(3)--分类(category)和协议Protocal的理解

本随笔系列主要介绍从一个Windows平台从事C#开发到Mac平台苹果开发的一系列感想和体验历程，本系列文章是在起步阶段逐步积累的，希望带给大家更好，更真实的转换历程体验。本文继续上一篇随笔《从C#到Object C，循序渐进学习苹果开发(2)--Objective-C和C#的差异》，继续对比介绍它们两者之间的差异，以便我们从C#阵营过来的人员加深印象，深入了解Objective-C语言的特性。本篇随笔主要针对Objective-C里面的分类(category)和协议Protocal概念的理解进行介绍。

1、分类(category)概念和使用

如果我们使用过C#，我们都知道，C#里面有一个叫做扩展函数的东西，可以在不继承已有类的情况下，给存在的类增加一些原本没有的接口函数，Objective-C的分类概念和这个很相似，甚至可以说是同一类型的东西，虽然不知道他们谁先谁后出现，这个东西的引入，能使得编程方面更加丰富高效。

Objective-C提供了一种与众不同的方式——Category，可以动态的为已经存在的类添加新的行为。这样可以保证类的原始设计规模较小，功能增加时再逐步扩展。使用Category对类进行扩展时，不需要访问其源代码，也不需要创建子类。Category使用简单的方式，实现了类的相关方法的模块化，把不同的类方法分配到不同的分类文件中。不过Category并不能给类扩展出属性，这点要注意，因为Object C不支持这样的属性扩展。

分类（Category）的定义语法如下所示。

@interface ClassName (CategoryName)
 
@end

这里好像它们还有一个约定俗成的习惯，将声明文件和实现文件名称统一采用“原类名+Category”的方式命名。所以OC的这种功能虽然和C#功能差不多，但是这点约定和C#不一样，C#不管你放到哪里都行，但是我们还是会应该尊重它的规则。

例如，我们给XYZPerson类增加一个扩展方法的定义如下所示，这个定义的函数约定是放到文件"XYZPerson+XYZPersonNameDisplayAdditions.h"里面。

#import "XYZPerson.h"
 
@interface XYZPerson (XYZPersonNameDisplayAdditions)
- (NSString *)testMethod;
@end

那么它的实现代码如下所示，它的代码约定是放到 "XYZPerson+XYZPersonNameDisplayAdditions.m"里面。

#import "XYZPerson+XYZPersonNameDisplayAdditions.h"
 
@implementation XYZPerson (XYZPersonNameDisplayAdditions)
- (NSString *)testMethod {
    return [NSString stringWithFormat:@"%@, %@", self.lastName, self.firstName];
}
@end

在C#里面，扩展方法是命名空间相关的，一旦跳出了命名空间的范围，这个扩展函数就不在起作用，而Objective-C的这个和类一样，没有命名空间的概念，因此在扩展的时候，需要小心谨慎一点，否则容易导致分类的接口和类本身发生冲突。基于这个原因，所以苹果建议也是给分类的接口增加一个前缀，命名则采用接口的一贯规则，如下面代码所示。

@interface NSSortDescriptor (XYZAdditions)
+ (id)xyz_sortDescriptorWithKey:(NSString *)key ascending:(BOOL)ascending;
@end

这样扩展方法名称虽然长了一点，但是基本上确保和普通的接口方法不会发生冲突了。

Category的使用场景：

1、当你在定义类的时候，在某些情况下（例如需求变更），你可能想要为其中的某个或几个类中添加方法。

2、一个类中包含了许多不同的方法需要实现，而这些方法需要不同团队的成员实现

3、当你在使用基础类库中的类时，你可能希望这些类实现一些你需要的方法。

 

遇到以上这些需求，Category可以帮助你解决问题。当然，使用Category也有些问题需要注意，

1、Category可以访问原始类的实例变量，但不能添加变量，如果想添加变量，可以考虑通过继承创建子类。

2、Category可以重载原始类的方法，但不推荐这么做，这么做的后果是你再也不能访问原来的方法。如果确实要重载，正确的选择是创建子类。

3、和普通接口有所区别的是，在分类的实现文件中可以不必实现所有声明的方法，只要你不去调用它。

还有一种成为类扩展的功能，它是针对存在代码的类的情况，也就是你的类代码和你扩展的源码是同时编译的情况下。

类扩展的方法和上面的分类类似，他们不需要写扩展分类的名称，这个有点像匿名扩展分类的概念了，如下所示

@interface ClassName ()
 
@end

这个匿名的扩展分类，和普通的Category不同，它除了可以方法外，还可以添加属性或者变量的。

2、协议Protocal

这个概念有很大程度上和C#的接口类似，但是它有所不同，它可以可选的实现接口@optional，也有必选的实现接口@required，虽然Objective-C里面已经有一个关键字 @interface，不过这个和Protocal还是有不同的。

和C#的接口一样，这种协议也可以继承自另外一个Protocal，也就是他们可以有继承关系。

@protocol NewProtocal   <Protocal>
@end

由于Objective-C开发的很多应用，如IOS的应用，他们在MVC的开发模型里面，都大量使用了代理模式，这种Protocal很好的处理了这种关系。在iOS和OS X开发中，Apple采用了大量的代理模式来实现MVC中View和Controller的解耦。

例如UIView产生的所有事件，都是通过委托的方式交给Controller完成。根据约定，框架中后缀为Delegate的都是Protocol，例如UIApplicationDelegate，UIWebViewDelegate等。

在C#里面有很多如IClonable, IEnumerable这样的接口，只要实现了，就能实现克隆和枚举，在Objective-C里面，这个就是可以使用Protocal来替代了，如果某个协议继承了NSObject，那么这是代表在此声明的协议，是NSObject协议的衍生协议（不是NSObject类)，也就是说，这里的语境理解NSObject是一个协议，如果是在@Interface里面的继承关系，那么那个就是NSObject对象。有点意思哦。

下面是一个可选和必选的协议定义例子。

@protocol XYZPieChartViewDataSource
- (NSUInteger)numberOfSegments;
- (CGFloat)sizeOfSegmentAtIndex:(NSUInteger)segmentIndex;
@optional
- (NSString *)titleForSegmentAtIndex:(NSUInteger)segmentIndex;
- (BOOL)shouldExplodeSegmentAtIndex:(NSUInteger)segmentIndex;
@required
- (UIColor *)colorForSegmentAtIndex:(NSUInteger)segmentIndex;
@end

由于协议有可选和必选，如果我们想知道某个动态的对象是否具有某个接口函数，就是通过@selector操作符来进行判断的。

NSString *thisSegmentTitle;
    if ([self.dataSource respondsToSelector:@selector(titleForSegmentAtIndex:)]) {
        thisSegmentTitle = [self.dataSource titleForSegmentAtIndex:index];
    }

和C#的接口定义类似，Objective-C的一个类对象它可以实现多的协议，如下例子是一个类的接口定义实现几个协议的情况。

@interface MyClass : NSObject <MyProtocol, AnotherProtocol, YetAnotherProtocol>
...
@end

这样就实现了MyClass对象只有一个基类对象，但是可以实现多个协议（C#是多个接口）的情况。