objc与鸭子对象（上）

2022-06-07 12:38:45

这是《objc与鸭子对象》的上半部分，《objc与鸭子对象（下）》中介绍了鸭子类型的进阶用法、依赖注入以及demo。

我是前言

鸭子类型(Duck Type)即：“当看到一只鸟走起来像鸭子、游泳起来像鸭子、叫起来也像鸭子，那么这只鸟就可以被称为鸭子”，换成程序猿语言就是：“当调用者知道这个对象能调用什么方法时，管它这个对象到底是什么类的实例呢”。本文对objc中的鸭子类型对象进行简单探究，并用一个“只用一个类实现Json Entity”的小demo实践下这个思路的魔力。进阶篇请看下半部分。

objc与鸭子类型

id类型是个大鸭子

鸭子类型是动态语言的特性，编译时并不决定函数调用关系，说白了所有的类型声明都是给编译器看的。objc在动态和静态方面找到了不错的平衡，既保留了严格的静态检查也没破坏运行时的动态特性。
我们知道，向一个objc对象（或Class）发消息，实际上就是沿着它的isa指针寻找真正函数地址，所以只要一个对象满足下面的结构，就可以对它发送消息：

struct objc_object {
    Class isa;
} *id;

也就是熟知的id类型，objc在语言层面先天就支持了这个基本的鸭子类型，我们可以将任意一个对象强转为id类型从而向它发送消息，就算它并不能响应这个消息，编译器也无从知晓。
正如这篇文章中对objc对象的简短定义：The best definition for a Smalltalk or Objective-C "object" is "something that can respond to messages. object并非一定是某个特定类型的实例，只要它能响应需要的消息就可以了。

从@interface到@protocol

正如objc先天支持的动态的id类型，@protocol为鸭子类型提供了编译时的强类型检查，实现了Cocoa中经典的鸭子类型使用场景：

@property (nonatomic, assign) id <UITableViewDataSource> dataSource;
@property (nonatomic, assign) id <UITableViewDelegate>   delegate;

利用鸭子类型设计的接口会给使用者更大的灵活度。同时@protocol可以用来建立伪继承关系

@protocol UIScrollViewDelegate<NSObject>
@protocol UITableViewDelegate<NSObject, UIScrollViewDelegate>

<NSObject>协议的存在一方面是给NSProxy这样的其他根类使用，同时也给了鸭子协议类型一个根类型，正如给了大部分类一个NSObject根类一样。说个小插曲，由于objc中Class也是id类型，形如id<UITableViewDataSource>的鸭子类型是可以用Class对象来扮演的，只需要把实例方法替换成类方法，如：

@implementation DataSource
+ (NSInteger)numberOfSectionsInTableView:(UITableView *)tableView {
    return 0;
}
+ (NSInteger)tableView:(UITableView *)tableView numberOfRowsInSection:(NSInteger)section {
    return 0;
}
@end

设置table view的data source：

self.tableView.dataSource = (Class<UITableViewDataSource>)[DataSource class];

这种非主流写法合法且运行正常，归功于objc中加号和减号方法在@selector中并未体现，在@protocol中也是形同虚设，这种代码我相信没人真的写，但确实能体现鸭子类型的灵活性。

[Demo]一个类实现Json Entity

Entity对象表示某个纯数据的结构，如：

@interface XXUserEntity : NSObject
@property (nonatomic, copy) NSString *name;
@property (nonatomic, copy) NSString *sex;
@property (nonatomic, assign) NSInteger age;
// balabala....
@end

实际开发中这种类往往对应着server端返回的一个JSON串，如：

{"name": "sunnyxx", "sex": "boy", "age": 24, ...}

解析这些映射是个纯重复工作，建类、写属性、解析…如今已经有JSONModel，Mantle等不错的框架帮忙。这个demo我们要用鸭子类型的思想去重新设计，把这些Entity类简化成一个鸭子类。

由于上面的UserEntity类，只有属性的getter和setter，这正对应了NSMutableDictionary的objectForKey:和setObjectForKey:，同时，JSON数据也会解析成字典，这就完成了巧妙的对接，下面去实现这个类。

真正干活的是一个字典，保证封装性和纯粹性，这个类直接使用NSProxy作为纯代理类，只暴露一个初始化方法就好了：

// XXDuckEntity.h
@interface XXDuckEntity : NSProxy
- (instancetype)initWithJSONString:(NSString *)json;
@end
// XXDuckEntity.m
@interface XXDuckEntity ()
@property (nonatomic, strong) NSMutableDictionary *innerDictionary;
@end

NSProxy默认是没有初始化方法的，也省去了去规避其他初始化方法的麻烦，为了简单直接初始化时就把json串解开成字典（暂不考虑json是个array）：

- (instancetype)initWithJSONString:(NSString *)json
{
    NSData *data = [json dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
    id jsonObject = [NSJSONSerialization JSONObjectWithData:data options:NSJSONReadingAllowFragments error:nil];
    if ([jsonObject isKindOfClass:[NSDictionary class]]) {
        self.innerDictionary = [jsonObject mutableCopy];
    }
    return self;
}

NSProxy可以说除了重载消息转发机制外没有别的用法，这也是它被设计的初衷，自己什么都不干，转给代理对象就好。往这个proxy发消息是注定会走消息转发的，首先判断下是不是一个getter或setter的selector：

- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector
{
    SEL changedSelector = aSelector;
    if ([self propertyNameScanFromGetterSelector:aSelector]) {
        changedSelector = @selector(objectForKey:);
    }
    else if ([self propertyNameScanFromSetterSelector:aSelector]) {
        changedSelector = @selector(setObject:forKey:);
    }
    return [[self.innerDictionary class] instanceMethodSignatureForSelector:changedSelector];
}

签名替换成字典的两个方法后开始走转发，在这里设置参数和对内部字典的真正调用：

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)invocation
{
    NSString *propertyName = nil;
    // Try getter
    propertyName = [self propertyNameScanFromGetterSelector:invocation.selector];
    if (propertyName) {
        invocation.selector = @selector(objectForKey:);
        [invocation setArgument:&propertyName atIndex:2]; // self, _cmd, key
        [invocation invokeWithTarget:self.innerDictionary];
        return;
    }
    // Try setter
    propertyName = [self propertyNameScanFromSetterSelector:invocation.selector];
    if (propertyName) {
        invocation.selector = @selector(setObject:forKey:);
        [invocation setArgument:&propertyName atIndex:3]; // self, _cmd, obj, key
        [invocation invokeWithTarget:self.innerDictionary];
        return;
    }
    [super forwardInvocation:invocation];
}

当然还有这两个必不可少的从getter和setter中获取属性名的Helper：

- (NSString *)propertyNameScanFromGetterSelector:(SEL)selector
{
    NSString *selectorName = NSStringFromSelector(selector);
    NSUInteger parameterCount = [[selectorName componentsSeparatedByString:@":"] count] - 1;
    if (parameterCount == 0) {
        return selectorName;
    }
    return nil;
}
- (NSString *)propertyNameScanFromSetterSelector:(SEL)selector
{
    NSString *selectorName = NSStringFromSelector(selector);
    NSUInteger parameterCount = [[selectorName componentsSeparatedByString:@":"] count] - 1;
    if ([selectorName hasPrefix:@"set"] && parameterCount == 1) {
        NSUInteger firstColonLocation = [selectorName rangeOfString:@":"].location;
        return [selectorName substringWithRange:NSMakeRange(3, firstColonLocation - 3)].lowercaseString;
    }
    return nil;
}

一个简单的鸭子Entity就完成了，之后所有的Entity都可以使用@protocol而非子类化的方式来定义，如：

@protocol XXUserEntity <NSObject>
@property (nonatomic, copy) NSString *name;
@property (nonatomic, copy) NSString *sex;
@property (nonatomic, strong) NSNumber *age;
@end
@protocol XXStudentEntity <XXUserEntity>
@property (nonatomic, copy) NSString *school;
@property (nonatomic, copy) NSString *teacher;
@end

当数据从网络层回来时，鸭子类型让这个对象用起来和真有这么个类没什么两样：

- (void)requestFinished:(XXDuckEntity<XXStudentEntity> *)student {
    NSLog(@"name: %@, school:%@", student.name, student.school);
}

至此，所有的entity被表示成了N个<Protocol>的.h文件加一个XXDuckEntity类，剩下的就靠想象力了。
这个demo的源码将在下半部分之后给出

http://blog.sunnyxx.com/2014/08/24/objc-duck/

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objc与鸭子类型

id类型是个大鸭子

从@interface到@protocol

[Demo]一个类实现Json Entity

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