iOS 编写高质量Objective-C代码（四）

《编写高质量OC代码》已经顺利完成一二三四五篇！
附上链接：

iOS 编写高质量Objective-C代码（一）
iOS 编写高质量Objective-C代码（二）
iOS 编写高质量Objective-C代码（三）
iOS 编写高质量Objective-C代码（四）
iOS 编写高质量Objective-C代码（五）

本篇的主题是：协议与分类（protocol & category）

先简单介绍一下今天的主角：协议 与 分类

• 协议（protocol）：OC中的协议与Java里的接口（interface）类似，OC不支持多继承。但是可以通过协议来实现委托模式。
• 分类（category）：分类可以为既有类添加新的功能。分类是把“双刃剑”，用得好可以发挥OC的高动态性；用的不好，会留下很多坑。所以，通过这篇文章让我们一起研究OC的一项语言特性：category。

一、通过委托与数据源协议进行对象间通信

委托模式（又称代理）：某对象将一类方法（任务）交给另一个对象帮忙完成。

~类似于：老板把一类任务交给某个leader去完成。（当然多类任务就会对应多个leader去完成）。~

举例来说，当某对象要从另一个对象获取数据时，就可以使用委托模式。通过实现数据源协议来获取数据，这种做法被称为“数据源协议”（Data Source Protocol）。类似于UITableView的UITableViewDataSource。

再举例来说，当一个对象要有一些事件响应时，就可以使用委托模式。通过实现一个协议（一般称为delegate），让代理对象帮助该对象处理事件响应。类似于UITableView的UITableViewDelegate。

请看图解：

• 好处：通过协议来降低代码的耦合性。（解耦）
  必要的时候协议还可以替代继承。因为遵守同一个协议的类可以有很多，不一定要继承。

百说不如一Demo：这是小编整理的关于Button动画的例子

• QiCircleAnimationView.h：

@class QiAnimationButton;
@protocol QiAnimationButtonDelegate <NSObject>

@optional
- (void)animationButton:(QiAnimationButton *)button willStartAnimationWithCircleView:(QiCircleAnimationView *)circleView;
- (void)animationButton:(QiAnimationButton *)button didStartAnimationWithCircleView:(QiCircleAnimationView *)circleView;
- (void)animationButton:(QiAnimationButton *)button willStopAnimationWithCircleView:(QiCircleAnimationView *)circleView;
- (void)animationButton:(QiAnimationButton *)button didStopAnimationWithCircleView:(QiCircleAnimationView *)circleView;
- (void)animationButton:(QiAnimationButton *)button didRevisedAnimationWithCircleView:(QiCircleAnimationView *)circleView;

@end


@interface QiAnimationButton : UIButton

@property (nonatomic, weak) id<QiAnimationButtonDelegate> delegate;

- (void)startAnimation;//!< 开始动画
- (void)stopAnimation;//!< 结束动画
- (void)reverseAnimation;//!< 最后的修改动画

@end

• QiAnimationButton.m中：
  就可以通过这样的方式回调

if ([self.delegate respondsToSelector:@selector(animationButton:willStartAnimationWithCircleView:)]) {
    [self.delegate animationButton:self willStartAnimationWithCircleView:_circleView];
}

/* .... */

if ([self.delegate respondsToSelector:@selector(animationButton:didStartAnimationWithCircleView:)]) {
    [self.delegate animationButton:self didStartAnimationWithCircleView:_circleView];
}

等等等...

所以，就会写出很多类似于这样格式的代码：

if ([self.delegate respondsToSelector:@selector(xxxFunction)]) {
    [self.delegate xxxFunction];
}

解释：因为该协议内的方法是@optional修饰的，所以遵守协议的Class可以选择性地实现协议里的方法。因此，代理对象在调用回调方法时，需要先检查一下Class有没有实现该协议里的方法？如果实现了，就回调；如果没有实现，就接着往下走。

考虑性能优化：

大家设想一下，这样一个场景：回调方法被频繁回调。也就是说，某回调方法被调用的频率很高。那么每调用一次回调方法都要去查一下Class有没有实现该回调方法。所以性能上会变差。

解决方案：实现一个含有位段的结构体，把委托对象能否响应某个协议方法的信息缓存起来，以优化程序执行效率。

百说不如一Demo，下面请看小编整理的Demo~

1. 声明一个结构体DelegateFlags：

@interface QiAnimationButton () {
    
    struct DelegateFlags {
        int doWillStartAnimation : 1;
        int doDidStartAnimation : 1;
        int doWillStopAnimation : 1;
        int doDidStopAnimation : 1;
        int doDidRevisedAnimation : 1;
    };
}

1. 声明一个属性：

@property (nonatomic, assign) struct DelegateFlags delegateFlags;

1. 重写delegate的set方法：将是否实现该协议方法的信息缓存起来

- (void)setDelegate:(id<QiAnimationButtonDelegate>)delegate {
    
    _delegate = delegate;
    _delegateFlags.doWillStartAnimation = [delegate respondsToSelector:@selector(animationButton:willStartAnimationWithCircleView:)];
    _delegateFlags.doDidStartAnimation = [delegate respondsToSelector:@selector(animationButton:didStartAnimationWithCircleView:)];
    _delegateFlags.doWillStopAnimation = [delegate respondsToSelector:@selector(animationButton:willStopAnimationWithCircleView:)];
    _delegateFlags.doDidStopAnimation = [delegate respondsToSelector:@selector(animationButton:didStopAnimationWithCircleView:)];
    _delegateFlags.doDidRevisedAnimation = [delegate respondsToSelector:@selector(animationButton:didRevisedAnimationWithCircleView:)];
}

1. 直接通过_delegateFlags缓存的值判断能否回调

if (_delegateFlags.doWillStartAnimation) {
   [self.delegate animationButton:self willStartAnimationWithCircleView:_circleView];
}

/* .... */

if (_delegateFlags.doDidStartAnimation) {
   [self.delegate animationButton:self didStartAnimationWithCircleView:_circleView];
}

二、把复杂类的实现代码分散到便于管理的数个分类之中

• 使用分类机制，把一些很复杂的类“瘦身”，划分成各个易于管理的分类。
• 把私有方法作为一个单独的分类，已隐藏实现细节。

好处：

1. 把复杂的类拆成小块，解耦。易于维护，易于管理。
2. 便于调试：遇到问题能快速定位是那个分类。

小编看法：视具体情况而定，拆分的同时，也会多出很多文件。如果一个类过于臃肿（比如有几千行代码），可以考虑给他瘦身，拆分成多个分类。

三、总是为第三方分类的名称加前缀

• 分类机制最大的功能：就是为不能修改源码的既有类中添加新的功能。

这时候我们要：

• 在分类类名前，加上专有前缀。
• 在分类方法名前，加上专有前缀。

最大限度上避免重名可能带来的bug，而且这种bug很难排查。

原因在于：分类的方法会直接添加在类中，而分类是在运行期把方法加入主类。这时候，如果出现方法重名，后一个写入的分类方法会把前一个覆盖掉。多次覆盖的结果总以最后一个分类为准。所以我们要加前缀，尽量防止出现重名带来的bug。

四、勿在分类中声明属性

不要在分类中声明属性，但可以在类扩展（extension）中声明属性，这样属性就不会暴露在外面。

举个例子：（类扩展）

// QiShare.m
@interface QiShare ()
/* 属性可以声明在这里 */
@end


@implementation QiShare
/* ... */
@end

1. 不能在分类中直接声明属性。如果声明了，编译时会报如下警告：
   Property 'name' requires method 'setName:' to be defined - use @dynamic or provide a method implementation in this category

解释：分类无法合成相关的实例变量，需要开发者为该属性实现存取方法（get和set）。因为没有生成实例变量，set方法行不通。get方法可以返回固定值。或者使用@dynamic声明（即不会声明实例变量和存取方法）。

1. 通过关联对象，为分类添加属性。（详情见第二篇 - 第5条）

所以，

1. 建议把属性都放在主类中。
2. 不到迫不得已，尽量不要在分类中通过关联对象添加属性。因为关联对象的内存管理问题上很容易出错，使用时需要重点提防。 

五、使用“class-continuation分类”隐藏实现细节

这里的“class-continuation分类” 指的就是 类扩展（extension）。

我们可以把一些私有的属性声明在类扩展里，这样在导入.h文件时，看不到类扩展声明的属性。
目的：把公共接口中向外暴露的内容最小化，隐藏一些属性和实现细节。

这里补充一个小知识点：大家都知道Objective-C，但听说过Objective-C++吗？

Objective-C++是Objective-C和C++的混编，编译时会生成.mm文件。
这时候会遇到一个问题：只要导入含有C++的.h，都会编译成.mm文件。因为只有.mm文件才能同时编译OC和C++。
那么，OC怎么解决呢？用类扩展。

举个例子：

#import "OCClass.h"
#import "CppClass.cpp"

@interface OCClass () {
    SomeCppClass *_cppClass;
}

@end

@implementation OCClass

/* ... */

@end

这样，.h文件中就没有C++代码了，如果只看头文件甚至都不知道底层有C++的代码。其实，我们的系统也是这样做的。比如WebKit、CoreAnimation等，很多底层代码都是通过C++写的。

小结：类扩展的应用场景

1. 向类中新增实例变量或属性
2. 在`.h`文件中把属性声明为“只读”，而类的内部又想修改此属性，可以在类扩展中重声明为“可读写”。
3. 私有方法的原型可以声明在类扩展里。
4. 如果不想让外部知道类中遵守了哪些协议，可以在类扩展中遵守协议。

六、通过协议提供匿名对象

1. 可以通过协议提供匿名对象，例如：id<someProtocol> delegate。delegate对象的类型不限，只要能遵从这个协议的对象都可以。协议里规定了对象所需要实现的方法。
2. 使用匿名对象来隐藏类型名称和类名。
3. 对象只要实现协议里的方法即可（@optional修饰的可以选择性实现），其余的实现细节都被隐藏起来了。

最后，特别致谢：《Effective Objective-C 2.0》第四章