Objective-C 是 C 的超集，提供了面向对象的机制，而面向对象思想里有两个重要的概念类和实例。那么 Objective-C 里类的结构是怎样的呢？我们来一起学习记录下。
首先了解几个概念，
id
在 objc.h 中我们可以看到id的定义
/// A pointer to an instance of a class.
typedef struct objc_object *id;
正如注释里说明的，id 是指向一个objc_object的指针。那objc_object又是什么呢？
objc_object
在 objc.h 中我们也能看到如下定义
/// Represents an instance of a class.
struct objc_object {
Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
};
于是我们知道了objc_object会被转换成 C 的结构体，而在这个struct中有一个 isa 指针，指向它的类别 Class。
Class
再往下看 Class的定义：
/// An opaque type that represents an Objective-C class.
typedef struct objc_class *Class;
发现 Class 本身指向的也是一个 C 的 struct objc_class。
objc_class
在 runtime.h 中我们可以看到如下定义：
struct objc_class {
Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
#if !__OBJC2__
Class super_class OBJC2_UNAVAILABLE;
const char *name OBJC2_UNAVAILABLE;
long version OBJC2_UNAVAILABLE;
long info OBJC2_UNAVAILABLE;
long instance_size OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_ivar_list *ivars OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_method_list **methodLists OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_cache *cache OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_protocol_list *protocols OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
} OBJC2_UNAVAILABLE;
/* Use `Class` instead of `struct objc_class *` */
MetaClass
我们发现 Class 本身也有一个 isa 指针，指向的是它的 MetaClass。
- 当我们对一个实例发送消息时（-开头的方法），会在该 instance 对应的类的 methodLists 里查找。
- 当我们对一个类发送消息时（+开头的方法），会在该类的 MetaClass 的 methodLists 里查找。
这一过程如下图所示：
- 每个 Class 都有一个 isa 指针指向一个唯一的 Meta Class
- 每一个 Meta Class 的 isa 指针都指向最上层的 Meta Class，即 NSObject 的 MetaClass，而最上层的 MetaClass 的 isa 指针又指向自己
NSClassFromString
runtime 的动态性还体现在能在运行时新建类，以下我列出了一种使用方式。假设有一个雇员类，雇员里又有工程师、设计师、产品经理这几种岗位分类。有一种比较推荐的方式是用类簇，这样使用者无需记住各种岗位，只要知道雇员即可。具体代码实现如下：
BBEmployee.h
#import <Foundation/Foundation.h>
typedef NS_ENUM(NSInteger, BBEmployeeType)
{
BBEmployeeEngineer,
BBEmployeeDesigner,
BBEmployeeProduceManager
};
@interface BBEmployee : NSObject
+ (instancetype)bb_employeeWithType:(BBEmployeeType)type;
- (instancetype)initWithEmployeeType:(BBEmployeeType)type;
- (void)work;
- (void)rest;
@end
BBEmployee.m
#import "BBEmployee.h"
static NSString *b_engineer = @"BBEngineer";
static NSString *b_designer = @"BBDesigner";
static NSString *b_productManager = @"BBProductManager";
@implementation BBEmployee
+ (instancetype)bb_employeeWithType:(BBEmployeeType)type
{
return [[self alloc] initWithEmployeeType:type];
}
- (instancetype)initWithEmployeeType:(BBEmployeeType)type
{
if ([super init]) {
NSString *className = [self employeeClassNameWithType:type];
if (className.length == 0) {
self = [BBEmployee new];
}
else
{
//根据分类动态生成子类
Class class = NSClassFromString(className);
self = [class new];
}
}
return self;
}
- (void)work
{
NSLog(@"employee start coding...");
}
- (void)rest
{
NSLog(@"employee start coding...");
}
- (NSString *)employeeClassNameWithType:(BBEmployeeType)type
{
if (type == BBEmployeeEngineer) {
return b_engineer;
}
else if (type == BBEmployeeDesigner)
{
return b_designer;
}
else if (type == BBEmployeeProduceManager)
{
return b_productManager;
}
return @"";
}
@end
BBEngineer.h
#import "BBEmployee.h"
@interface BBEngineer : BBEmployee
@end
BBEngineer.m
#import "BBEngineer.h"
@implementation BBEngineer
- (void)work
{
NSLog(@"engineer start coding...");
}
- (void)rest
{
NSLog(@"engineer start resting...");
}
@end
BBDesigner.h
#import "BBEmployee.h"
@interface BBDesigner : BBEmployee
@end
BBDesigner.m
#import "BBDesigner.h"
@implementation BBDesigner
- (void)work
{
NSLog(@"designer start coding...");
}
- (void)rest
{
NSLog(@"designer start resting...");
}
@end
BBProductManager.h
#import "BBEmployee.h"
@interface BBProductManager : BBEmployee
@end
BBProductManager.m
#import "BBProductManager.h"
@implementation BBProductManager
- (void)work
{
NSLog(@"product manager start coding...");
}
- (void)rest
{
NSLog(@"product manager start resting...");
}
@end
以上就是 NSClassFromString 结合类簇的一种使用方式，这样后期要扩展雇员类型时只需在基类中添加子类，要扩展具体子类的行为也只需在基类中暴露接口，具体实现在对应子类中处理。
这是我写的 runtime 系列文章中的一篇，还有以下几篇从其他方面对 runtime 进行了介绍
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