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深入探究Objective-C的键值编码与静态分析工具
键值编码（Key-Value Coding）
键值编码（KVC）是一种强大的机制，它允许我们通过字符串来间接访问和修改对象的属性。下面我们来详细了解它的一些特性和用法。
1. 获取唯一值
有时候，我们有一个属性，它的值只能是一小部分特定的值，比如所有汽车的品牌。即使有一百万辆汽车，独特的品牌数量也是有限的。我们可以使用键路径
@distinctUnionOfObjects
来从集合中获取这些唯一值。
NSArray *manufacturers;
manufacturers = [garage valueForKeyPath: @"cars.@distinctUnionOfObjects.make"];
NSLog (@"makers: %@", manufacturers);
运行上述代码，输出结果如下：
makers: (
Honda,
Plymouth,
Pontiac,
Acura
)
这里的
@distinctUnionOfObjects
操作符会对集合中的每个对象应用右侧的键路径，然后将结果值合并成一个集合，并去除重复项。
2. 批量操作
KVC 提供了两个方法来对对象进行批量更改：
dictionaryWithValuesForKeys:
和
setValuesForKeysWithDictionary:
。
-
dictionaryWithValuesForKeys:：该方法接受一个字符串数组作为参数，它会使用valueForKey:方法获取每个键对应的值，并将这些键值对存储在一个字典中。
car = [[garage valueForKeyPath: @"cars"] lastObject];
NSArray *keys = [NSArray arrayWithObjects: @"make", @"model", @"modelYear", nil];
NSDictionary *carValues = [car dictionaryWithValuesForKeys: keys];
NSLog (@"Car values : %@", carValues);
运行结果：
Car values : {
make = Plymouth;
model = Valiant;
modelYear = 1965;
}
-
setValuesForKeysWithDictionary:：该方法接受一个字典作为参数，它会使用字典中的键值对来更新对象的属性。
NSDictionary *newValues = [NSDictionary dictionaryWithObjectsAndKeys:
@"Chevy", @"make",
@"Nova", @"model",
[NSNumber numberWithInt:1964], @"modelYear",
nil];
[car setValuesForKeysWithDictionary: newValues];
NSLog (@"car with new values is %@", car);
运行结果：
car with new values is Paper Car, a 1964 Chevy Nova, has 2 doors, 76800.0 miles, and 4 tires.
可以看到，部分属性（如品牌、型号和年份）已经被更新，而其他属性（如名称和里程数）保持不变。
3. 处理
nil
值
在处理
nil
值时，由于字典不能包含
nil
值，我们通常使用
[NSNull null]
来表示
nil
。例如，对于没有名称的汽车，当调用
dictionaryWithValuesForKeys
时，
@"name"
对应的键值将返回
[NSNull null]
。同样，在使用
setValuesForKeysWithDictionary
时，我们也可以提供
[NSNull null]
来表示
nil
。
4. 处理未定义的键
当我们尝试使用一个未定义的键时，Cocoa 会抛出一个错误。我们可以通过重写
valueForUndefinedKey:
和
setValue:forUndefinedKey:
方法来处理这种情况。
@interface Garage : NSObject
{
NSString *name;
NSMutableArray *cars;
NSMutableDictionary *stuff;
}
@end
- (void) setValue: (id) value forUndefinedKey: (NSString *) key
{
if (stuff == nil)
{
stuff = [[NSMutableDictionary alloc] init];
}
[stuff setValue: value forKey: key];
}
- (id) valueForUndefinedKey:(NSString *)key
{
id value = [stuff valueForKey: key];
return (value);
}
现在，我们可以为
Garage
对象设置任意键值对：
[garage setValue: @"bunny" forKey: @"fluffy"];
[garage setValue: @"greeble" forKey: @"bork"];
[garage setValue: [NSNull null] forKey: @"snorgle"];
[garage setValue: nil forKey: @"gronk"];
NSLog (@"values are %@ %@ %@ and %@", [garage valueForKey: @"fluffy"], [garage valueForKey: @"bork"], [garage valueForKey: @"snorgle"], [garage valueForKey: @"gronk"]);
输出结果：
values are bunny greeble <null> and (null)
这里需要注意
<null>
和
(null)
的区别：
<null>
表示
[NSNull null]
对象，而
(null)
表示真正的
nil
值。
静态分析工具
在开发应用程序时，大多数编译器可以检测到可疑的代码并发出警告，但这些警告可能不足以发现所有潜在的运行时错误。为了进一步提高代码质量，Apple 在 Xcode 3.2 中引入了静态分析工具。
1. 静态分析工具的作用和工作原理
静态分析工具会在不运行代码的情况下，对代码进行逻辑检查，查找可能导致运行时错误的问题。它了解 Objective-C 程序的工作原理，并通过遍历代码路径来查找逻辑错误，然后将这些错误报告给开发者。
静态分析工具可以检测到以下几种类型的错误：
-
安全问题
：如内存泄漏和缓冲区溢出。
-
并发问题
：如竞态条件（当两个或多个任务的执行结果依赖于时间时可能会失败）。
-
逻辑问题
：包括死代码和各种不良编码习惯。
然而，使用静态分析工具也有一些缺点：
- 它会减慢编译过程，因为分析需要时间。
- 有时会产生误报，即报告一些实际上不是问题的问题。
- 它会改变我们熟悉的工作流程，需要我们适应如何使用它。
2. 使用静态分析工具
使用静态分析工具非常简单。打开一个项目，点击
Product
菜单并选择
Analyze
，或者按下
⌘+shift+B
即可开始分析。
下面是一个使用静态分析工具发现问题并解决的示例：
graph TD;
A[打开项目] --> B[选择Analyze];
B --> C[分析代码];
C --> D[发现问题];
D --> E[解决问题];
在分析过程中，静态分析工具可能会发现以下几种问题：
- Dead Store ：创建了一个对象，但从未直接访问过它。例如：
NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];
// 未使用 pool
[pool release];
这种情况下，我们可以移除这个未使用的对象，以提高代码的效率。
- 潜在的内存泄漏 ：如在代码中创建了一个对象，但在某些情况下没有释放它。例如：
Garage *garage = [[Garage alloc] init];
// 代码中存在提前返回的情况，导致 garage 未释放
[garage release];
通过静态分析工具，我们可以发现这些问题并及时修复。
- 对象未释放 ：创建了一个对象的副本，但没有释放它。例如：
NSMutableArray *carsCopy = [cars mutableCopy];
// 未释放 carsCopy
我们可以在适当的位置释放这个副本，以避免内存泄漏。
- 字符串未释放 ：分配了一个字符串，但在返回之前没有释放它。例如：
- (NSString *)description
{
NSString *desc = [[NSString alloc] initWithFormat:@"%@", self.name];
return desc; // 未释放 desc
}
我们可以使用
autorelease
方法来解决这个问题：
- (NSString *)description
{
NSString *desc = [[NSString alloc] initWithFormat:@"%@", self.name];
return [desc autorelease];
}
3. 辅助静态分析工具
为了帮助静态分析工具更好地工作，我们可以在方法中使用一些关键字来避免误报。
-
NS_RETURNS_RETAINED：用于标记一个返回保留计数大于零的对象的方法。例如：
- (NSMutableArray *)superDuperArrayCreator NS_RETURNS_RETAINED;
-
NS_RETURNS_NOT_RETAINED：用于标记一个返回非保留对象的方法。如果返回的对象是保留的，静态分析工具会发出警告。 -
CLANG_ANALYZER_NORETURN：用于确保一个方法返回void。如果尝试返回一个值，静态分析工具会报告一个问题。
通过使用这些关键字，我们可以让静态分析工具更准确地检测代码中的问题。
总结
键值编码和静态分析工具是 Objective-C 开发中非常有用的工具。键值编码可以让我们更方便地访问和修改对象的属性，而静态分析工具可以帮助我们在编译前发现潜在的运行时错误。通过合理使用这些工具，我们可以提高代码的质量和可靠性。
在实际开发中，我们可以按照以下步骤来使用这些工具：
1. 使用键值编码进行属性的批量操作和处理未定义的键。
2. 定期使用静态分析工具检查代码，发现并解决潜在的问题。
3. 使用关键字辅助静态分析工具，减少误报。
通过不断学习和实践，我们可以更好地掌握这些工具的使用技巧，提高开发效率和代码质量。
深入探究Objective-C的键值编码与静态分析工具
静态分析工具能发现的其他问题
1. 比较错误
在Objective - C程序中，常见的模式是在条件语句（如
if
和
while
）中同时获取和测试值。例如：
if(myValue = [self getValue])
{
// do something
}
对于这个
if
语句有两种解释：
-
myValue
被赋值后再测试是否为
nil
。
-
myValue
等于方法返回的值。
由于存在这种歧义，静态分析工具会将其标记为问题。如果我们的意图是第一种，可将其重写为
if((myValue = [self getValue]))
或
if(nil != (myValue = [self getValue]))
；如果是第二种，就需要正确比较两个值，即
if(myValue == [self getValue])
。
2. 内存泄漏问题
下面的代码看似正常，会在分配内存后释放，但实际上存在内存泄漏的风险：
- (void)myMethod
{
NSString *string = [[NSString alloc] initWithFormat:@"%d, %d", 1, 2];
if(nil == string)
{
return;
}
NSArray *array = [[NSArray alloc] initWithObjects:string, nil];
if(nil == array)
{
return;
}
// do some stuff
// Much later
[array release];
[string release];
}
静态分析工具会发现，如果
array
的内存分配失败，方法会立即返回，此时
string
已经分配但不会被释放，从而导致内存泄漏。
静态分析工具的使用建议
为了更高效地使用静态分析工具，我们可以遵循以下建议：
|建议|说明|
| ---- | ---- |
|定期分析|在开发过程中，定期对代码进行静态分析，而不是等到项目接近完成时才进行。这样可以及时发现并解决问题，避免问题积累。|
|结合代码审查|将静态分析工具的结果与代码审查相结合。代码审查可以发现一些静态分析工具无法检测到的问题，如代码的可读性和可维护性。|
|处理误报|对于静态分析工具产生的误报，要仔细分析。可以使用前面提到的关键字来避免误报，同时也可以在代码中添加注释来解释为什么某些代码看起来可能有问题，但实际上是正确的。|
键值编码与静态分析工具的综合应用
在实际开发中，我们可以将键值编码和静态分析工具结合使用，以提高代码的质量和开发效率。以下是一个综合应用的示例流程：
graph LR;
A[使用键值编码进行属性操作] --> B[编写代码];
B --> C[使用静态分析工具检查代码];
C --> D{是否有问题};
D -- 是 --> E[解决问题];
E --> B;
D -- 否 --> F[继续开发];
总结与展望
键值编码为我们提供了一种灵活的方式来访问和修改对象的属性，通过键路径和操作符，我们可以实现复杂的数据处理。而静态分析工具则帮助我们在代码运行前发现潜在的错误，提高代码的安全性和可靠性。
在未来的开发中，我们可以进一步探索键值编码的更多高级用法，如自定义操作符等。同时，随着静态分析工具的不断发展，它将能够检测到更多类型的问题，为我们的开发提供更强大的支持。我们应该充分利用这两种工具，不断优化我们的代码，提升开发质量。
通过本文的介绍，相信你对键值编码和静态分析工具已经有了更深入的了解。在实际开发中，不妨按照上述的操作步骤和建议，将它们应用到你的项目中，相信会给你带来意想不到的效果。
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