Category 的一些事
来源：伯乐在线 - Tsui YuenHong
链接：http://ios.jobbole.com/90422/
新增实践部分：偏方 Hook 进某些方法来添加功能
Category – 简介
Category（类别）是 Objective-C 2.0 添加的新特性（十年前的新特性 😆）。其作用可以扩展已有的类， 而不必通过子类化已有类，甚至也不必知道已有类的源码，还有就是分散代码，使已有类的体积大大减少，也利于分工合作。
在苹果开源项目中，我们可以下载相关的源码来查看 category 的资料。
在 AFNetworking 和 SDWebImage 中也大量用到 category 来扩展已有类和分散代码。
关于 category 的定义可以在 objc-runtime-new.h 中找到。由其定义可以看出 category 可以正常实现功能有：添加实例方法、类方法、协议、实例属性。( 在后面的实践中，发现类属性也是可以添加的 )
struct category_t {
const char *name;
classref_t cls;
struct method_list_t *instanceMethods;
struct method_list_t *classMethods;
struct protocol_list_t *protocols;
struct property_list_t *instanceProperties;
method_list_t *methodsForMeta(bool isMeta) {
if (isMeta) return classMethods;
else return instanceMethods;
}
property_list_t *propertiesForMeta(bool isMeta) {
if (isMeta) return nil; // classProperties;
else return instanceProperties;
}
};
随便说一句，本文并不主要注重 category 的实现细节和工作原理。关于细节的方面可以看相关文章 深入理解Objective-C：Category(上) 深入理解Objective-C：Category(下) 和 结合 category 工作原理分析 OC2.0 中的 runtime 。
Category – 能做什么
首先，我们先来创建一个 Person 类以及 Person 类的 category，可以看得出 category 的文件名就是 已有类名+自定义名。
// Person.h
@interface Person : NSObject
@property (nonatomic, copy) NSString *name;
+ (void)run;
- (void)talk;
@end
// Person.m
@implementation Person
// 原实例方法
- (void)talk{
NSLog(@"\n我是原实例方法\n我是%@",self.name);
}
// 原类方法
+ (void)run{
NSLog(@"\n我是原类方法\n我是跑得很快的的香港记者");
}
@end
// Person+OtherSkills.h
@interface Person (OtherSkills){
//⚠️ instance variables may not be placed in categories
//int i;
//NSString *str;
}
// 添加实例属性
@property (nonatomic, copy) NSString *otherName;
// 添加类属性
@property (class, nonatomic, copy) NSString *clsStr;
// 重写已有类方法
+ (void)run;
- (void)talk;
// 为已有类添加方法
- (void)logInstProp;
+ (void)logClsProp;
// Person+OtherSkills.m
static NSString *_clsStr = nil;
static NSString *_otherName = nil;
@implementation Person (OtherSkills)
@dynamic otherName;
// 重写类方法
+ (void)run{
// 警告⚠️ Category is implementing a method which will also be implemented by its primary class
NSLog(@"\n我是重写方法\n我是跑得很快的的香港记者");
}
// 重写实例方法
- (void)talk{
// 警告⚠️ Category is implementing a method which will also be implemented by its primary class
NSLog(@"\n我是重写方法\n我是会谈笑风生的%@",self.otherName);
}
// 输出实例属性
- (void)logInstProp{
NSLog(@"\n输出实例属性\n我是会谈笑风生的%@",self.otherName);
}
// 输出类属性
+ (void)logClsProp{
NSLog(@"\n输出类属性\n我是会谈笑风生的%@",self.clsStr);
}
+ (NSString *)clsStr{
return _clsStr;
}
+ (void)setClsStr:(NSString *)clsStr{
_clsStr = clsStr;
}
- (NSString *)otherName{
return _otherName;
}
- (void)setOtherName:(NSString *)otherName{
_otherName = otherName;
}
创建完代码之后，下面我们来看看 category 到底能干什么。
顺便一提，我是在网上看到很多文章说 category 不能添加属性，这是说法是不对的，如 Person+OtherSkills.h 中就添加了一个 otherName 的属性。正确的说法应该是 category 不能添加实例变量，否则编译器会报错 instance variables may not be placed in categories。正常情况下，因为 category 不能添加实例变量，也会导致属性的 setter & getter 方法不能正常工作。（ 当然，可以利用 Runtime 为 category 动态关联属性，最后会介绍两种使 category 属性正常工作的方法）
category 可以为已有类添加实例属性。
如 Person+OtherSkills.h 中就添加了一个 otherName 的属性。可以出来能正常工作。
// 运行代码
Person *p1 = [[Person alloc] init];
// 实例属性
p1.otherName = @"小花";
[p1 logInstProp];
p1.otherName = @"小明";
[p1 logInstProp];
// 输出结果
2016-09-11 09:45:09.935 category[37281:1509791]
输出实例属性
我是会谈笑风生的小花
2016-09-11 09:45:09.936 category[37281:1509791]
输出实例属性
我是会谈笑风生的小明
category 可以为已有类添加类属性。
虽然，category_t 中是没有定义 clssProperties，但是根据实际操作却显示 category 的确可以为已有类添加类属性并且成功执行。
// 运行代码
Person.clsStr = @"小东";
[Person logClsProp];
// 输出结果
2016-09-11 09:45:09.936 category[37281:1509791]
输出类属性
我是会谈笑风生的小东
category 可以为已有类添加实例方法和类方法。
在上面的两个例子中已经体现了 category 可以为已有类添加实例方法和类方法。这里将讨论加入 category 重写了已有类的方法会怎么样，在创建的代码中我们已经重写了 run 和 talk 方法，那这时我们来调用看看。
// 运行代码
// 调用类方法
[Person run];
// 调用实例方法
Person *p1 = [[Person alloc] init];
[p1 talk];
// 输出结果
2016-09-11 11:22:05.817 category[37733:1562534]
我是重写方法
我是跑得很快的的香港记者
2016-09-11 11:22:05.817 category[37733:1562534]
我是重写方法
我是会谈笑风生的(null)
可以看得出来，这时候无论是已有类中的类方法和实例方法都可以被 category 替换到其中的重写方法，即使我现在是没有导入 Person+OtherSkills.h 。这就带来一个很严重的问题，如果在 category 中不小心重写了已有类的方法将导致原方法无法正常执行。所以使用 category 添加方法时候请注意是否和已有类重名了，正如 《 Effective Objective-C 2.0 》 中的第 25 条所建议的：
在给第三方类添加 category 时添加方法时记得加上你的专有前缀
然而，因为 category 重写方法是并不是替换掉原方法，而是往已有类中继续添加方法，所以还是有机会去调用到原方法。这里利用 class_copyMethodList 获取 Person 类的全部类方法和实例方法。
// 获取 Person 的方法列表
unsigned int personMCount;
// 获取实例方法
//Method *personMList = class_copyMethodList([Person class], &personMCount);
// 获取类方法
Method *personMList = class_copyMethodList(object_getClass([Person class]), &personMCount);
NSMutableArray *mArr = [NSMutableArray array];
// 这里是倒序获取，所以 mArr 第一个方法对应的是 Person 类中最后一个方法
for (int i = personMCount - 1; i >= 0; i--) {
SEL sel = NULL;
IMP imp = NULL;
Method method = personMList[i];
NSString *methodName = [NSString stringWithCString:sel_getName(method_getName(method))
encoding:NSUTF8StringEncoding];
[mArr addObject:methodName];
if ([@"run" isEqualToString:methodName]) {
imp = method_getImplementation(method);
sel = method_getName(method);
((void (*)(id, SEL))imp)(p1, sel); // 这里的 sel 有什么用呢 ?!
//break;
}
}
free(personMList);
其中输出的类方法和实例方法分别如下，显示原方法的确可以被调用。
不过我这里有个疑问，使用 imp 时第二个参数 sel 到底有什么用呢?
2016-09-11 11:52:44.795 category[37893:1582677]
我是原类方法
我是跑得很快的的香港记者
2016-09-11 11:52:44.796 category[37893:1582677]
我是重写方法
我是跑得很快的的香港记者
2016-09-11 11:52:44.796 category[37893:1582677] (
run, // 原方法
run, // 重写方法
"setClsStr:",
logClsProp,
clsStr
)
2016-09-11 11:54:14.545 category[37927:1584029]
我是原实例方法
我是(null)
2016-09-11 11:54:14.545 category[37927:1584029]
我是重写方法
我是会谈笑风生的(null)
2016-09-11 11:54:14.545 category[37927:1584029] (
"setName:",
name,
".cxx_destruct",
"setOtherName:",
logInstProp,
tanxiaofengsheng,
otherName,
talk, //原方法
talk //重写方法
category 可以为已有类添加协议。
这里先添加一个新的 category，负责处理他谈笑风生的行为，和写个协议让他上电视。
// Person+Delegate.h
#import "Person.h"
// 添加协议
@protocol PersonDelegate
- (void)showInTV;
@end
@interface Person (Delegate)
// 添加 delegate
@property (nonatomic, weak) id delegate;
- (void)tanxiaofengsheng;
@end
// Person+Delegate.m
#import "Person+Delegate.h"
#import
@implementation Person (Delegate)
- (id)delegate{
return objc_getAssociatedObject(self, @selector(delegate));
}
- (void)setDelegate:(id)delegate{
objc_setAssociatedObject(self, @selector(delegate), delegate, OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN);
}
- (void)tanxiaofengsheng{
for (int i = 0 ; i
在相应的代理里面添加 showInTV 的方法
// 运行代码
Person *p1 = [[Person alloc] init];
p1.delegate = self;
// 开始谈笑风生了
[p1 tanxiaofengsheng];
// ShowInTV 方法的实现
- (void)showInTV{
UIImageView *imageView = [[UIImageView alloc] initWithFrame:CGRectMake(100, 100, 150, 150)];
imageView.image = [UIImage imageNamed:@"naive.jpg"];
[self.view addSubview:imageView];
}
这样就利用 category 为已有类添加了协议。
关于 category 的基本应用就介绍到这里了。下面就来分享一下 category 的实践中的使用。
Category – 实践
偏方：Hook 进某些方法来添加功能
一般来说，为原方法添加功能都是利用 Runtime 来 Method Swizzling。不过这里也有个奇淫技巧来实现同样的功能，例如我要在所有 VC 的 - (void)viewDidLoad 里面打印一个句话，就可以用 category 重写已有类的方法，因为 category 重写方法不是通过替换原方法来实现的，而是在原方法列表又增添一个新的同名方法，这就创造了机会给我们重新调用原方法了。
// 待 Hook 类
// ViewController.m
// 待替换方法 无参
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
[self testForHook:@"Hello World"];
NSLog(@"执行原方法");
}
// 待替换方法 有参
- (void)testForHook:(NSString *)str1{
NSLog(@"%@",str1);
}
// category 实现方法
// ViewController+HookOriginMethod.m
// category 重写原方法
- (void)viewDidLoad {
NSLog(@"HOOK SUCCESS! \n--%@-- DidLoad !",[self class]);
IMP imp = [self getOriginMethod:@"viewDidLoad"];
((void (*)(id, SEL))imp)(self, @selector(viewDidLoad));
}
// category 重写原方法
- (void)testForHook:(NSString *)str1{
NSLog(@"HOOK SUCCESS \n--%s-- 执行",_cmd);
IMP imp = [self getOriginMethod:@"testForHook:"];
((void (*)(id, SEL, ...))imp)(self, @selector(testForHook:), str1);
}
// 获取原方法的 IMP
- (IMP)getOriginMethod:(NSString *)originMethod{
// 获取 Person 的方法列表
unsigned int methodCount;
// 获取实例方法
Method *VCMethodList = class_copyMethodList([self class], &methodCount);
IMP imp = NULL;
// 这里是倒序获取，所以 mArr 第一个方法对应的是 Person 类中最后一个方法
for (int i = methodCount - 1; i >= 0; i--) {
Method method = VCMethodList[i];
NSString *methodName = [NSString stringWithCString:sel_getName(method_getName(method))
encoding:NSUTF8StringEncoding];
if ([originMethod isEqualToString:methodName]) {
imp = method_getImplementation(method);
break;
}
}
free(VCMethodList);
return imp;
}
// 执行代码
// ViewController.m
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
[self testForHook:@"Hello World"];
NSLog(@"执行原方法");
}
// 输出结果
2016-09-12 23:00:15.887 category[63655:2375379] HOOK SUCCESS!
--ViewController-- DidLoad !
2016-09-12 23:00:15.888 category[63655:2375379] HOOK SUCCESS
--testForHook:-- 执行
2016-09-12 23:00:15.889 category[63655:2375379] Hello World
2016-09-12 23:00:15.889 category[63655:2375379] 执行原方法
查看输出结果，可以看得出来我们的 Hook 掉 viewDidLoad 来实现打印成功了。
UIButton 实现点击事件可以“传参”。
一般创建UIButton的时候都会使用 addTarget ...这个方法来为button添加点击事件，不过这个方法有个不好的地方就是无法传自己想要的参数。例如下面代码中声明了str，我的意图是点击button就使控制台或者屏幕显示str的内容。如果按照这样来写的我想到的解决办法就是将str设置为属性或者成员变量，不过这样都是比较麻烦而且不直观的（代码分散）。
NSString *str = @"hi";
UIButton *button = [[UIButton alloc] initWithFrame:CGRectMake(100, 250, 150, 100)];
button.backgroundColor = [UIColor redColor];
[button addTarget:self action:@selector(click:) forControlEvents:UIControlEventTouchDown];
[self.view addSubview:button];
// 点击事件
- (void)click:(UIButton *)button{
...
}
我想到较好的解决办法应该在创建button，就为它设置具体的点击响应事件。实现方法就是为 UIButton 添加 block 属性或者添加可传入 block 的方法。具体代码如下：
// UIButton+Category.h
#import
typedef void(^ActionHandlerBlock)(void);
@interface UIButton (Category)
// 点击响应的 block
@property (nonatomic, copy) ActionHandlerBlock actionHandlerBlock;
// 设置 UIButton 的点击事件
- (void)kk_addActionHandler: (ActionHandlerBlock )actionHandlerBlock ForControlEvents:(UIControlEvents )controlEvents;
@end
// UIButton+Category.m
#import "UIButton+Category.h"
#import
static const void *kk_actionHandlerBlock = &kk_actionHandlerBlock;
@implementation UIButton (Category)
- (void)kk_addActionHandler:(ActionHandlerBlock)actionHandler ForControlEvents:(UIControlEvents)controlEvents{
// 关联 actionHandler
objc_setAssociatedObject(self, kk_actionHandlerBlock, actionHandler, OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC);
// 设置点击事件
[self addTarget:self action:@selector(handleAction) forControlEvents:controlEvents];
}
// 处理点击事件
- (void)handleAction{
ActionHandlerBlock actionHandlerBlock = objc_getAssociatedObject(self, kk_actionHandlerBlock);
if (actionHandlerBlock) {
actionHandlerBlock();
}
}
- (ActionHandlerBlock)actionHandlerBlock{
return objc_getAssociatedObject(self, @selector(actionHandlerBlock));
}
- (void)setActionHandlerBlock:(ActionHandlerBlock)actionHandlerBlock{
objc_setAssociatedObject(self, @selector(actionHandlerBlock), actionHandlerBlock, OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC);
}
@end
那现在我们来看看调用的结果，例如我现在想要的点击事件是 button 颜色随机变换。
UIButton *button = [[UIButton alloc] initWithFrame:CGRectMake(100, 250, 150, 100)];
button.backgroundColor = [UIColor redColor];
[self.view addSubview:button];
// 1. 通过实例方法传入 block 来修改
UIButton *button2 = [[UIButton alloc] initWithFrame:CGRectMake(100, 400, 150, 100)];
button2.backgroundColor = [UIColor redColor];
[button2 kk_addActionHandler:^{
button.backgroundColor = [UIColor colorWithRed:arc4random_uniform(256) / 255.0 green:arc4random_uniform(256) / 255.0 blue:arc4random_uniform(256) / 255.0 alpha:1.0];
} ForControlEvents:UIControlEventTouchDown];
[self.view addSubview:button2];
// 2. 通过修改 block 属性来修改
UIButton *button3 = [[UIButton alloc] initWithFrame:CGRectMake(100, 550, 150, 100)];
button3.backgroundColor = [UIColor redColor];
button3.actionHandlerBlock = ^{
button.backgroundColor = [UIColor colorWithRed:arc4random_uniform(256) / 255.0 green:arc4random_uniform(256) / 255.0 blue:arc4random_uniform(256) / 255.0 alpha:1.0];
};
[button3 addTarget:self action:@selector(click:) forControlEvents:UIControlEventTouchUpInside];
[self.view addSubview:button3];
// 响应事件
- (void)click:(UIButton *)button{
if (button.actionHandlerBlock) {
button.actionHandlerBlock();
}
}
显然，方法1和方法2在这个例子中实现的效果是相同的。不过，在不同场合这两个方法适用的范围也不同。
-
直接调用实例方法传入 block 会使代码更加简洁和集中，但不适合 block 需要传值的情景。
-
相反，设置 block 属性要在 @selector() 中的方法中调用 block，比较麻烦，不过在需要的情况下可以传入合适的参数。
p.s. 以后会继续补充实践部分。
最后说一下，两种使 category 属性正常工作的方法：
-
因为 category 不能创建实例变量，那就直接使用静态变量，如最开始为 ohterName 和clsStr 属性设置 setter & getter的做法。
-
使用objc_setAssociatedObject，其中 key 的选择有以下几种，个人比较喜欢第四种。
-
static char *key1; // SDWebImage & AFNetworking 中的做法，比较简单，而且 &key1 肯定唯一。key 取 &key1
-
static const char * const key2 = "key2"; // 网上看到的做法，指针不可变，指向内容不可变，但是这种情况必须在赋值确保 key2 指向内容的值是唯一。key 取 key2。
-
static const void *key3 = &key3; // 最取巧的方法，指向自己是为了不创建额外空间，而 const 修饰可以确保无法修改 key3 指向的内容。key 取 key3。
-
key 取 @selector(属性名)，最方便，输入有提示，只要你确保属性名添加上合适的前缀就不会出问题。
