入门学习Objective-C中的@interface与@implementation

前言

Objective-C是一门面向对象语言，是对于C语言的扩展。面向对象编程又是学习Objective-C的重中之重，但是刚入门学习时，容易被Objective-C的语法规范搞糊涂。本文尝试用倒叙的手段，由深入浅的学习Objective-C，可能更容易被读者接受，尤其是针对有着一定编程经验的读者。

@interface部分

接口(@interface)是类为对象提供特性描述。在@interface 中我们可以声明对象的数据成员、属性、以及方法。
示例：

@interface AllWeatherRadial 
{
    float rainHandling;
    float snowHandling;
}
- (void) setRainHanding: (float) rainHanding;
- (float) rainHandling;
- (void) setSnowHanding: (float) snowHanding;
- (float) snowHandling;
@end

以上代码就是通过@interface指令为对象AllWeatherRadial声明函数以及数据成员。

@implementation部分

在@implementation中，我们用来写使得接口能够正常工作的代码。用我的话说用作实现@interface定义的方法，真正使程序能够运行在@implementation里。

注意：在@implementation中，我们不必按顺序实现接口中定义的方法，也可以在其中定义@interface本没有的方法以及数据成员。但是一旦在@implementation中声明了某个方法，那么这个方法就是当前对象的私有方法，无法被子类继承。
示例：

@implementation AllWeatherRadial
- (void) setRainHanding:(float) rh
{
    rainHandling = rh;
}
- (float) rainHandling
{
    return (rainHandling);
}
- (void) setSnowHanding:(float) sh
{
    snowHandling = sh;
}
- (float) snowHandling
{
    return (snowHandling);
}
@end

我想经验丰富的读者早已看出，通过@implementation实现了对rainHandling和snowHandling两个数据成员进行get和set，读写操作的实现。

属性

刚才的代码想必太过繁琐，Objective-C 2.0中引入了属性。属性的出现使得Objective-C代码更加简洁，带来的好处是bug更少，工作效率更高。
让我们来看示例代码：

@interface AllWeatherRadial 
{
    float rainHandling;
    float snowHandling;
}
//- (void) setRainHanding: (float) rainHanding;
//- (float) rainHandling;
//- (void) setSnowHanding: (float) snowHanding;
//- (float) snowHandling;
@property float rainHandling;
@property float snowHandling;
@end

“//”是注释符号，@property命令代替了原来需要两行代码实现的声明内容。

@implementation AllWeatherRadial
@synthesize rainHandling;
@synthesize snowHandling;
//- (void) setRainHanding:(float) rh
//{
//    rainHandling = rh;
//}
//- (float) rainHandling
//{
//    return (rainHandling);
//}
//- (void) setSnowHanding:(float) sh
//{
//    snowHandling = sh;
//}
//- (float) snowHandling
//{
//    return (snowHandling);
//}
@end

“//”是注释符号，@synthesize命令代替了原来冗长的实现代码。@property和@synthesize大大方便了使用者，在编译时Objective-C的机制依然会生成原先的get/set方法。

文件结构

刚才说了Objective-C类的源代码分为两部分，一部分是接口(@interface)，另一部分是@implementation实现了接口所有的方法。我们将@interface放在已.h为后缀的头部文件中，同时将@implementation放在以.m为后缀的执行文件中。
以下是基本的文件构造范例：

可以清楚的看到Car,Tire,Engine,Slant6,AllWeatherRadial分别对应了一个.h以及一个.m，这里要注意main.m因为是主函数，主要是一些实现代码，因此也是以.m结尾。

另外通过Command+N快捷键命令，同样看到两种不同的Objective-C文件。

Objective-C File就是存放@implementation指令的执行文件。

Heather File就是存放@interface指令的头文件。

回到刚才的对象AllWeatherRadial，它现在被拆成AllWeatherRadial.h和AllWeatherRadial.m两个文件，其中AllWeatherRadial.m文件头部就要加上一句代码。
import "AllWeatherRadial.h"

继承与复合

继承是面向对象重要的特性，他避免了许多重复的代码。Objective-C不同于C++，它是单继承只能继承一个父类。
刚才的AllWeatherRadial他继承了Tire类，完整的代码如下：

#import <Cocoa/Cocoa.h>
#import "Tire.h"
@interface AllWeatherRadial : Tire
{
    float rainHandling;
    float snowHandling;
}
@property float rainHandling;
@property float snowHandling;
@end

Tire类通过#import引入Tire.h头文件，通过中缀符表示AllWeatherRadial继承自Tire。

复合好比是音乐中的作曲，将多个组件组合在一起使用。这里有一个Car类他同时用到了Tire和Engine两个个类，那么我们应该怎么实现呢?
Car.h文件如下：

#import <Cocoa/Cocoa.h>
@class Engine;
@class Tire;
@interface Car : NSObject
{
    NSString *name;
    Engine *engine;
    NSMutableArray *tires;
}
@property (copy) NSString *name;
@property (retain) Engine *engine;
//- (void)setName: (NSString *)newName;
//-(NSString *) name;
- (Engine *) engine;
- (void) setEngine: (Engine *) newEngine;
- (Tire *) tireAtIndex: (int) index;
- (void) setTire: (Tire *) tire atIndex: (int) index;
- (void) print;
@end

Car.m文件如下：

#import "Car.h"
#import "Engine.h"
#import "Tire.h"

@implementation Car
@synthesize name;
@synthesize engine;
- (id) init
{
    if (self = [super init])
    {
        self.name = @"Car";
        tires = [[NSMutableArray alloc] init];
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            [tires addObject: [NSNull null]];
        }
    }
    return (self);
}
- (void) print
{
    NSLog(@"%@ has:", self.name);
    for (int i = 0; i < 4; i++) {
        NSLog(@"%@", [self tireAtIndex: i]);
    }
    NSLog(@"%@", engine);
}
- (void) setTire:(Tire *)tire atIndex:(int)index
{
    [tires replaceObjectAtIndex: index withObject: tire];
}
- (Tire *) tireAtIndex:(int)index
{
    return [tires objectAtIndex:index];
}
@end

代码中出现了NSMutableArray类，这是一个可变数组，不限制数组的长度，并且能够在数组中随意添加或删除对象，并且完成了为对象tires的定义。
添加对象操作，在该数组中添加了4个NSNull对象：

- (id) init
{
    if (self = [super init])
    {
        self.name = @"Car";
        tires = [[NSMutableArray alloc] init];
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            [tires addObject: [NSNull null]];
        }
    }
    return (self);
}

NSMutableArray类里面有一个简便的方法replaceObjectAtIndex: withObject:，在指定的索引位置处必须存在一个能够被替换的对象。setTire：方法使用replaceObjectAtIndex: withObject:从数组集合中删除现有对象并用新对象替代。

- (void) setTire:(Tire *)tire atIndex:(int)index
{
    [tires replaceObjectAtIndex: index withObject: tire];
}
- (Tire *) tireAtIndex:(int)index
{
    return [tires objectAtIndex:index];
}

对象实例化

既然我们定义了类，并完成了类的实现方法，那么该如何使用它呢?这里推荐一种便捷初始化函数。
对Car类初始化代码如下：

Car *car = [[Car alloc] init];

这里嵌套调用了alloc和init两个方法，同init可以一直初始化到Car的父类，也就是NSObject类（Objective-C类中一切类的基类），而alloc则会自动管理内存，把关联的对象分配到一个相邻的内存区域内，以便于调用时消耗很少的代价，提示了程序处理速度。