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巧用 Class Extension 分离接口依赖

Class ExtensionCategory 是我们经常使用的 Objective-C 语法:

// Class Extension
@interface Sark ()
@end

// Category
@interface Sark (Gay)
@end

还记得最开始学习 Objective-C 时,并没有支持 Class Extension,当时只能凑活的用个 Private 的 Category 充当,需要添加私有成员变量时那叫个痛苦,直到大概四年前的 WWDC 终于宣布添加上了 Class Extension 的语法,当时底下的开发者们含泪报以了热烈掌声,它让类的封装变的更加得心用手。

在类组织结构上,Category 可以用来帮助拆分功能,让一个大型的类分治管理:(类似 NSString.h

// Sark.h
@interface Sark : NSObject
@property (nonatomic, copy) NSSting *name;
@end
@interface Sark (Gay)
- (void)behaviorLikeGay;
@end

// Sark+Work.h <----- 也可拆分成多个文件
@interface Sark (Work)
- (void)writeObjectiveC;
@end

不过有两个设计原则必须要遵守:

  1. Category 的实现可以依赖主类,但主类一定不依赖 Category,也就是说移除任何一个 Category 的代码不会对主类产生任何影响。
  2. Category 可以直接使用主类已有的私有成员变量,但不应该为实现 Category 而往主类中添加成员变量,考虑在 Category 的实现中使用 objc association 来达到相同效果。

所以 Category 一定是简单插拔的,就像买个外接键盘来扩展在 MacBook 上的写码能力,但当拔了键盘,MacBook 的运行不会受到任何影响。

而 Class Extension 和 Category 在语言机制上有着很大差别:Class Extension 在编译期就会将定义的 Ivar、属性、方法等直接合入主类,而 Category 在程序启动 Runtime Loading 时才会将属性(没 Ivar)和方法合入主类。但有意思的是,两者在在语法解析层面却只有细微的差别,可以尝试用 clang 命令查看一个文件的 AST (抽象语法树)

$ clang -Xclang -ast-dump -fsyntax-only main.m

生成 AST 是 Clang 其中一个比较重要的职责,像 Xcode 的代码补全、语法检查、代码风格规范都是在这一层做的;如果像我一样无聊,也可以玩玩 libclang ,一个 C 语言 Clang API,输入代码,就能将其解析成语法树,通过遍历 AST,可以取得每个 Decl 和 Token 的信息和所处的源码行数和位置,大到类定义,小到一个逗号一个分号都能完全掌控,非常有助于理解编译器如何处理源码;有了 libclang,定义些规则就能实现个简单的 Linter 啦。

上面的命令会在控制台中打印出一堆花花绿绿的语法树结构,挑出我们关注的信息:

// ...
|-ObjCCategoryDecl <line:7:1, line:9:2> line:7:12
| |-ObjCInterface 'Sark'
|-ObjCCategoryDecl <line:15:1, line:17:2> line:15:12 Gay
| |-ObjCInterface 'Sark'
// ...

可以看出,Class Extension 和 Category 在 AST 中的表示都是 ObjCCategoryDecl ,只是有无名字的区别,也可以说 Class Extension 是匿名的 Category

既然 Category 可以有 N 个,Class Extension 也可以有,且它不限于写在 .m 中,只要在 @implementation 前定义就可以,我们可以利用这个性质,将 Header 中的声明按功能归类:

// Sark.h
@interface Sark : NSObject
// 这里定义了很多基本属性和方法
@end
@interface Sark () // Gay
@property (nonatomic, copy) NSString *gayFriend; // 属性 √
- (void)behaviorLikeGay;
@end
@interface Sark () // Work
@property (nonatomic, copy) NSString *company; // 属性 √
- (void)writeObjectiveC;
@end

与 Category 不同,Class Extension 的分组形式并没有破坏 “一个主类” 的

基本外交原则

基本结构,还可以把属性( Ivar )也放心丢进来。

— 正题分割线 —

除此之外,Class Extension 还能巧妙的解决一个接口暴露问题,若有下面的声明:

// Sark.framework/Sark.h
@interface Sark : NSObject
@property (nonatomic, copy) NSString *name;
@property (nonatomic, copy) NSString *creditCardPassword; // secret!
@end

// Sark.framework/PrivateSarkWife.h
@interface PrivateSarkWife : NSObject
- (void)robAllMoneyFromCreditCardOfSark:(Sark *)sark; // needs password!
@end

假设 Sark.hSark.framework 唯一暴露的 Header,而 framework 中的一个私有类需要获取这个公共类的某个属性(或方法)该怎么办?上面的 creditCardPassword 属性需要一个对外不可见而对内可见的地方声明,这时候可以利用 Class Extension:

// Sark.h
@interface Sark : NSObject
@property (nonatomic, copy) NSString *name;
@end

// Sark+Internal.h <--- new
@interface Sark :()
@property (nonatomic, copy) NSString *creditCardPassword;
@end

// Sark.m
#import "Sark.h"
#import "Sark+Internal.h" // <--- new

将对公业务和对私业务用 Class Extension 的形式拆到两个 Header 中,这样私有类对私有属性的依赖就被成功隔离开了:

// PrivateSarkWife.m
#import "PrivateSarkWife.h"
#import "Sark+Internal.h" // <--- 私有依赖

@implementation PrivateSarkWife
- (void)robAllMoneyFromCreditCardOfSark:(Sark *)sark {
NSString *password = sark.creditCardPassword; // oh yeah!
}
@end

Done.

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