第13条:用“方法调配技术”调试“黑盒方法”
本条要点：（作者总结）
- 在运行期，可以向类中新增或替换选择子所对应的方法实现。
- 使用另一份实现来替换原有的方法实现，这道工序叫做“方法调配”，开发者常用此技术向原有实现中添加新功能。
- 一般来说，只有调试程序的时候才需要在运行期修改方法实现，这种做法不宜滥用。
第 11 条中解释过： Objective-C 对象收到消息之后，究竟会调用何种方法需要在运行期才能解析出来。那你也许会问：与给定的选择子名称相对应的方法是不是也可以在运行期改变呢？没错，就是这样。若能善用此特性，则可发挥出巨大优势，因为我们既不需要源代码，也不需要通过继承子类来覆写方法就能改变这个类本身的功能。这样一来，新功能将在本类的所有实例中生效，而不是仅限于覆写了相关方法的那些子类实例。此方案经常称为 “方法调配”（method swizzling）（也叫做“方法混合”、“方法调和”）。
类的方法列表会把选择子的名称映射到相关的方法实现之上，使得“动态消息派发系统”能够据此找到应该调用的方法。这些方法均以函数指针的形式来表示，这种指针叫做 IMP，其原型如下：
1 id (*IMP)(id, SEL, ...)
NSString 类可以响应 lowercaseSting、uppercaseString、capitalizedString 等选择子，这个张映射表中的每个选择子都映射到了不同的 IMP 之上，如图 NSString 类的选择子映射表：
Objective-C 运行期系统提供的几个方法都neng够用来操作这张表。开发者可以向其中新增选择子，也可以改变选择子所对应的方法实现，还可以交换两个选择子所映射到的指针。
经过几次操作之后，类的方法表就会变成这个样子：
在新的映射表中，多了一个名为 newSelector 的选择子，capitalizedString 的实现也变了，而 lowercaseString 与 uppercaseString 的实现则互换了。上述修改均无须编写子类，只要修改了 “方法表” 的布局，就会反映到程序中所有的 NSString 实例之上。这下大家见识到此特性的强大之处了吧？
本条将会谈到如何交换两个方法实现。通过此操作，可以已有方法添加新功能。不过在讲解怎样添加新功能之前，我们先来看看怎样互换两个已经写好的方法实现。想交换方法实现，可用下列函数：
1 void method_exchangeImplementations(Method m1, Method, m2)
此函数的两个参数表示待交换的两个方法实现，而方法实现则可通过下列函数获得:
1 Method class_getInstanceMethod(Class aClass, SEL aSelector)
此函数根据给定的选择从类中取出与之相关的方法。执行下列代码，即可交换前面提到的 lowercaseString 与 uppercaseString 方法实现:
1 Method originalMethod = class_getInstanceMethod([NSString class], @selector(lowercaseString)); 2 3 Method swappedMethod = class_getInstanceMethod([NSString class], @selector(uppercaseString)); 4 5 method_exchangeImplementations(originalMethod, swappedMethod);
从现在开始，如果在 NSString 实例上调用 lowercaseString，那么执行的将是 uppercaseString 的原有实现，反之亦然：
1 NSString *string = @"ThIs is tHe stRiNg"; 2 3 NSString *lowercaseString = [string lowercaseString]; 4 DebugLog(@"lowercaseString = %@", lowercaseString); 5 6 NSString *uppercaseString = [string uppercaseString]; 7 DebugLog(@"uppercaseString = %@", uppercaseString);
打印:
1 FileLocation: AppDelegate.m (37) Function: -[AppDelegate application:didFinishLaunchingWithOptions:] lowercaseString = THIS IS THE STRING 2 FileLocation: AppDelegate.m (40) Function: -[AppDelegate application:didFinishLaunchingWithOptions:] uppercaseString = this is the string
笔者刚才向大家演示了如何交换两个方法实现，然而在实际应用中，像这样直接交换两个方法实现的，意义并不大。因为 lowercaseString 与 uppercaseString 这两个方法已经各自实现的很好了，没必要再交换了。但是，可以通过这一手段来为既有的方法实现增添新功能。
比方说，想要在调用 lowercaseString 时记录某些信息，这时就可以通过交换方法实现来达成此目标。我们新编写一个方法，在此方法中实现所需的附加功能，并调用原有实现。
新方法可以添加至 NSString 的一个 “分类”（category）中:
1 @interface NSString (EOCMyadditions) 2 3 - (NSString *)eoc_myLowercaseString; 4 5 @end
上述新方法将与原有的 lowercaseString 方法互换，交换之后的方法表如图：
交换 lowercaseString 与 eoc_myLowercaseString 的方法实现
新方法的实现代码可以这样写:
1 - (NSString *)eoc_myLowercaseString { 2 NSString *lowercase = [self eoc_myLowercaseString]; 3 NSLog(@"%@ => %@", self, lowercase); 4 return lowercase; 5 }
这段代码看上去好像会陷入递归调用的死循环，不过大家要记住，此方法是准备和 lowercaseString 方法交换的。所以，在运行期，eoc_myLowercaseString 选择子实际上对应于原有的 lowercaseString 方法实现。最后，通过下列代码来交换这两个方法实现:
1 Method originalMethod = class_getInstanceMethod([NSString class], @selector(lowercaseString)); 2 3 Method swappedMethod = class_getInstanceMethod([NSString class], @selector(eoc_myLowercaseString)); 4 5 method_exchangeImplementations(originalMethod, swappedMethod); 6 7 NSString *string = @"ThIs is tHe stRiNg"; 8 NSString *lowercaseString = [string lowercaseString];
执行完上述代码之后，只要在 NSString 实例上调用 lowercaseString 方法，就会输出一行记录消息：
1 FileLocation: NSString+EOCMyadditions.m (33) Function: -[NSString(EOCMyadditions) eoc_myLowercaseString] ThIs is tHe stRiNg => this is the string
通过此方案，开发者可以为那些 “完全不知道其具体实现的”（completely opaque，“完全不透明的”）黑盒方法增加日志记录功能，这非常有助于程序调试。然而，此做法只在调试程序时有用。很少有人在调试程序之外的场合用上述 “方法调试技术” 来永久改动某个类的功能。不能仅仅因为 Objective-C 语言里有这个特性就一定要用它。若是滥用，反而会令代码变得不易读懂且难于维护。
END
