ObjectC中Category和Extensions

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一、Category

1、Category的作用

1）给已经存在的类添加方法
2）将类的实现分开写在几个分类里面
这样做的好处:

• 可以减少单个文件的体积
• 可以把不同的功能组织到不同的Category里
• 可以由多个开发者共同完成一个类
• 可以按需加载想要的category

3）声明私有的方法

2、Category的缺点

1）不能给相应的类添加instance variable
如果你在你的.h文件中写如下代码：

{
NSString *str1;
}


Xcode会报如下错误:Instance variable may not be placed in categories，通过这句话我们知道Xcode是不允许我们在Category中添加instance variable的。

classStruct.png

原因：在上面的objc_class结构体中，ivars是objc_ivar_list（成员变量列表）指针；methodLists是指向objc_method_list指针的指针。在Runtime中，objc_class结构体大小是固定的，不可能往这个结构体中添加数据，只能修改。所以ivars指向的是一个固定区域，只能修改成员变量值，不能增加成员变量个数。methodList是是一个二维数组，所以可以修改*methodLists的值来增加成员方法，虽没办法扩展methodLists指向的内存区域，却可以改变这个内存区域的值（存储的是指针）。因此，可以动态添加方法，不能添加成员变量

由此问题引申出一个问题，为什么Category不能添加一个instance variables，而能添加property?这个我们要从Category的结构体开始分析。

typedef 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;
} category_t;


• 类的名字（name）
• 类（cls）
• category中所有给类添加的实例方法的列表（instanceMethods）
• category中所有添加的类方法的列表（classMethods）
• category实现的所有协议的列表（protocols）
• category中添加的所有属性（instanceProperties）

从Category的定义也可以看出Category的可为（可以添加实例方法，类方法，甚至可以实现协议，添加属性）和不可为（无法添加实例变量）.

2）如何添加property？
解决办法:我们可以Runtime的objc_getAssociatedObject和objc_setAssociatedObject方法来模拟属性的get和set方法，用关联对象来模拟实例变量，这样就有了@property的三要素，只是跟@property的实现机制是完全不一样的。

添加property的两种方法

• 第一种

//.h文件：
@property (nonatomic, copy) NSString *str;
//.m文件，要#import
-(void)setStr:(NSString *)str{
objc_setAssociatedObject(self, @selector(str), str, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}
-(NSString *)str{
return objc_getAssociatedObject(self, @selector(str));
}


• 第二种

static void *UIViewPoint =@"UIViewPoint";
@implementation UIView (Point)
@dynamic pointView;
- (void)setPointView:(UIView *)pointView {
objc_setAssociatedObject(self, UIViewPoint, pointView,OBJC_ASSOCIATION_RETAIN);
}
- (UIView *)pointView {
return objc_getAssociatedObject(self, UIViewPoint);
}


3、使用Category需要注意的地方

• 不要定义一个和原有的类一样的方法，这样会覆盖该类的方法。具体原因看此博客
• 在Category中是不能添加instance variables的。
• Category是在runtime时候加载，而不是在编译的时候。

二、Extensions(OC)

1、什么是Extension

虽然类的extention形式上和category有点类似，但是你只能给在编译阶段有源码的类添加extension(extension和类在编译阶段同时编译),所以你不能给framework中的类添加extension(eg:Cocoa或者Cocoa Touch中的NSString，因为你没有NSString的源码),在extension声明的方法必须在原始类的@implementation块中实现。
extensions的声明语法和category的语法比较相似，代码示例:

#import "MyClass.h"
@interface MyClass ()
@property (nonatomic, copy) NSString *string;
- (void)printSomething;
@end


因为在括号中没有名字，Extensions通常被称为匿名分类(anonymous categories),不同于category的是，它可以添加properties和instance variables。
在编译阶段，编译器会自动合成相关的访问方法，instance variable也和方法一样必须在主类的包含在implementation模块中。
如果你在Extensions中添加方法，那么你也必须在主类的implementation模块中实现它。
代码示例：

#import "MyClass.h"
#import "MyClass_addStr.h"
@implementation MyClass
//实现Extensions中声明的方法,该方法只能在类的内部调用，外面是调用不到得.
- (void)printSomething{
NSLog(@"string is extension");
}
- (void)classPrint{
self.string = @"ssss";
[self printSomething];
NSLog(@"%@",self.string);
}
@end


2、Extension的作用

• 通过使用Extensions来隐藏私有的信息

三、总结

• category可以通过关联对象的方式添加属性(property)，但是不能添加实例变量(instance variable)。
• extensions语法结构和category类似，虽然它叫匿名category，但本质不同，category是在运行时加载，而extensions是在编译阶段加载。
• extensions添加的属性和实例变量都是私有的，只能在主类里面访问。

四、参考链接

• Category深度解析
• iOS 开发中的争议（一）
• 深入理解Objective-C：Category
• 类别(Category)与类扩展 (Extension)的区别
• Is there a difference between an “instance variable” and a “property” in Objective-c?
• ASSOCIATED OBJECT
• apple