Objective-C轻量级泛型

在Apple发布Xcode7的时候，不仅把Swift编程语言升级到了2.0版本，而且还对Objective-C做了许多提升，包括引入__nonnull/__nullable。其中，对于Objective-C编程语言本身而言，更为有用的便是轻量级泛型。

其中，比较明显的体现就是NSArray、NSDictionary这些容器类都采用了新引入的轻量级泛型。通过轻量级泛型，我们可以非常容易地获取其中的元素，并访问其相印特有的属性和方法。我们举一个简单例子来阐明轻量级线程带来的方便：

    // 不带泛型的情况
    NSArray *numArray = @[@10, @20, @30];
    int sum = [(NSNumber*)numArray[0] intValue] + [(NSNumber*)numArray[1] intValue] + [(NSNumber*)numArray[2] intValue];

    // 使用泛型的情况
    NSArray<NSNumber*> *numArray = @[@10, @20, @30];
    int sum = [numArray[0] intValue] + [numArray[1] intValue] + [numArray[2] intValue];

我们通过上述例子就能看到轻量级泛型带来的语法上的便利性，即它是一块甜美的语法糖（syntax sugar）。

之前Apple LLVM 6.0对C11标准的泛型——generic selection在Objective-C上支持得还不够良好，但Apple LLVM 7.0上已经能完美支持了。比如下述例子：

    int flag = _Generic(@100, NSNumber*:1, NSString*:2, int:3, default:0);
    NSLog(@"The flag is: %d", flag);

上述代码将成功地输出“The flag is: 1”。

与C11的generic selection所不同的是，Objective-C自带的泛型其本质为covariant type，即协变类型。也就是，其泛型与Java的有些类似。它要求泛型必须是一个Objective-C类类型，即至少为id类型。对于上述NSArray的例子，我们在声明一个Objective-C对象引用时，通过在类名后面添加<NSNumber*>来指明当前NSArray里的元素都是NSNumber*类或其子类类型。这样，我们在访问其元素时可直接访问其intValue方法。

下面我们介绍如何自己定义一个泛型类。其语法描述如下：

@interface    class_name    <    __covariant    type_identifier    >    inherit_expression

这里，class_name就是类名；type_identifier是类型标识符，该标识符可以由程序员自己命名；最后的inherit_expression表示继承某个父类以及／或实现某些协议。

这里引入了一个新的关键字——__covariant，表示后面的type_identifier是一个泛型类型。该泛型类型在声明一个对象时进行具体指明。

下面举一个具体的例子来说明如何具体使用Objective-C泛型。

@interface MyObject<__covariant T> : NSObject
{
@private
    
    T obj;
}

@property (nonatomic, retain) T obj;

@end

@implementation MyObject

@synthesize obj;

- (void)dealloc
{
    if(obj != nil)
        [obj release];
    
    NSLog(@"My object deallocated!");
    [super dealloc];
}

@end


@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    
    MyObject<NSNumber*> *numObj = [[MyObject alloc] init];
    numObj.obj = @100;
    [numObj release];
    
    MyObject<NSString*> *strObj = [[MyObject alloc] init];
    strObj.obj = @"Hello, world";
    [strObj release];
}

@end

上述代码，我们定义了一个MyObject的泛型类，其泛型标识符用T表示。随后，我们用该泛型T定义了一个私有对象obj，并用它作为一个property。

随后，我们在viewDidLoad方法里用MyObject<NSNumber*>声明了一个对象numObj；用MyObject<NSString*>声明了一个strObj对象。我们后面可以直接通过numObj.obj调用intValue来访问其int值；直接通过strObj.obj来调用length方法以获得其字符串长度。