1. Category

1.1 定义与特点

• ObjC语言的一个灵活的类扩展机制，可以在不知道原有代码的基础上向一个已存在类添加新的方法
• 不能修改、删除已有方法，对扩展开放、对修改封闭，体现了面向对象的OCP原则，降低了代码的耦合度。
• 类别扩展的新方法有更高优先级，会覆盖类中已有的同名方法；声明的方法可以不实现，但不实现时不可以调用此方法

1.2 关于添加变量

• 只能添加扩展方法，不能添加成员变量
• 因为Category是运行期决议，运行时对象的内存布局已经确定，objc_class结构体大小已确定，无法再添加成员变量
• 在Category中定义了property后，编译器只为其声明了存取方法，但没有实现；也没有合成加下划线的实例变量名，导致无法访问实例变量名

1.3 用runtime为属性添加存取方法

1. 可以使用runtime提供的关联对象方法，动态的为property实现getter和setter，以实现setter为例

void objc_setAssociatedObject(id object, const void *key, id value, objc_AssociationPolicy policy);

• key是一个void指针
• value是关联对象，是id类型（编译时类型不确定，视为任意Object类型）
• policy指定一个内存管理策略来处理关联对象，
  OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN：被关联对象释放时，关联对象不会被释放
  OBJC_ASSOCIATION_COPY、OBJC_ASSOCIATION_COPY：关联对象会被释放

2. 扩展NSString类的方法为例，扩展属性、实例方法和类方法，使用runtime实现属性的getter和setter，代码如下：

//  NSString+Category.h

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface NSString (Category) {
    /*不可添加成员变量*/
}
@property(nonatomic,copy) NSString *newString;
//扩展的实例方法和类方法
+(void)categoryClassMethod;
-(void)categoryInstanceMethod;
@end

//  NSString+Category.m

#import "NSString+Category.h"
#import <objc/runtime.h>

@implementation NSString (Category)

//runtime强行实现newString的getter和setter
-(NSString *)newString {
    return objc_getAssociatedObject(self, @"newString");
}

-(void)setNewString:(NSString *)newString {
    objc_setAssociatedObject(self, @"newString", newString, OBJC_ASSOCIATION_COPY);
}

//扩展的实例方法和类方法
+(void)categoryClassMethod {
    NSLog(@"这是扩展的类方法");
}
-(void)categoryInstanceMethod {
    NSLog(@"这是扩展的实例方法");
}
@end

• 在主函数中调用

//  main.m

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "NSString+Category.h"

int main(int argc, const char * argv[]) {
    NSString *string = [[NSString alloc] init];
    
    //runtime实现的getter和setter
    string.newString = @"你好";
    NSLog(@"%@",string.newString);
    
    //扩展的类方法和实例方法
    [NSString categoryClassMethod];
    [string categoryInstanceMethod];
    
    return 0;
}

• 运行结果如下

2. Extension

2.1 位置

• 在类的.m文件中@implementation之前的地方，即类的continuous区域

2.2 为啥要用

• 类扩展的作用本来是私有方法的前向声明，但最新的编译器可以在.m文件中任意位置写实现而无需声明，如果声明了就一定要实现
• 现在Extension区域的作用主要是定义类的私有属性，将暴露给外部的属性、变量和方法定义在.h文件中，不想暴露的直接定义在.m文件的Extension区
• 私有并不是绝对的，仍然可以使用KVC和runtime暴力访问私有属性和变量、使用runtime暴力访问私有方法

2.2 关于添加变量

• Extension是编译器决议的，它就是类的一部分，因此可以添加成员变量
• Category运行期决议，不能添加成员变量

/*类扩展区域*/
@interface extensionClass()

/* 类扩展属性，类外部不可访问*/
@property(nonatomic, copy) NSString* extensionVariable;

/* 类扩展方法声明，可省略，若声明了就得在后面实现 */
-(void)extensionInstanceMethod;
+(void)extensionClassMethod;