34、从其他语言过渡到Objective - C的全面指南

从其他语言过渡到Objective - C的全面指南

一、Objective - C与C++的交互

在Objective - C和C++的交互方面，存在着一些独特的规则和操作方式。
1. 将Objective - C对象指针放入C++对象
由于Objective - C对象是动态分配的，不能将完整的对象嵌入到类中或在栈上声明。需要在C++构造函数中分配和初始化Objective - C对象，并在析构函数中释放它们。以下是一个有效的类声明示例：

class ChessPiece
{
  ChessPiece::PieceType type;
  int row, column;
  NSImage *pieceImage;
};

2. 将C++对象放入Objective - C对象
   可以将C++对象放入Objective - C对象中。当Objective - C对象被分配时，嵌入其中的C++对象的构造函数会被调用；当Objective - C对象被释放时，C++对象的析构函数会被调用。示例如下：

@interface SWChessBoard : NSView
{
  ChessPiece *piece[32];
}
@end // SWChessBoard

3. 异常处理
   NSExceptions和C++异常是可互操作的。可以自由地抛出和捕获异常块，在异常展开时，C++析构函数和 @finally 块会被执行。 catch( ... ) 和 @catch( ... ) 可以捕获并重新抛出任何异常。

二、从Java过渡到Objective - C

Java和Objective - C在很多特性上存在差异。
1. 语言特性差异
- 内存管理 ：经典的Objective - C没有垃圾回收器，但有引用计数（retain/release）和自动释放池（autorelease pool）以及自动引用计数（ARC）。在OS X的Objective - C程序中可以开启垃圾回收。
- 接口与协议 ：Java接口类似于Objective - C的正式协议，都要求实现一组方法。Java有抽象类，而Objective - C没有。
- 类变量 ：Java有类变量，在Objective - C中，使用静态文件作用域的全局变量并提供访问器。
- 类的声明与实现 ：Objective - C的类实现通常分为头文件和实现文件。头文件包含类的公共信息，其他代码通过预处理器（ #import ）导入该文件。Java没有C预处理器。
- 错误处理 ：Java几乎所有错误都用异常处理，Objective - C的错误处理取决于所使用的API。Unix API通常返回 - 1并设置全局错误号（errno），Cocoa API通常只在程序员错误或无法清理的情况下抛出异常。Objective - C提供了类似Java和C++的异常处理特性： @try 、 @catch 和 @finally 。
- 空对象处理 ：在Objective - C中，空对象称为 nil ，可以向 nil 发送消息而不用担心空指针异常。
- 类的行为修改 ：在Objective - C中，可以在运行时通过类别（categories）向现有类添加方法来改变类的行为，不存在最终类的概念。
- 子类化 ：在实践中，Objective - C的子类化比Java少。Cocoa开发中，通常在创建新对象、改变对象基本行为或处理需要子类的类时才进行子类化。
2. 优缺点分析
- 优点 ：Objective - C可以在运行时改变类的行为，通过类别和动态运行时机制，可以将功能集中到更少的类中。
- 缺点 ：手动内存管理容易导致内存错误，使用类别不当会使代码难以维护。

三、从BASIC过渡到Objective - C

许多程序员从Visual Basic或REALbasic过渡到Cocoa和Objective - C时会感到困惑。
1. 开发环境差异
- BASIC ：提供集成开发环境，用户界面项和代码紧密集成，通常通过改变对象属性来实现功能。
- Objective - C ：开发分为Interface Builder编辑器和文本编辑器（如Xcode中的文本编辑器）。使用Interface Builder创建用户界面并指定要调用的方法，将控制逻辑放入源代码中。
2. 编程风格差异
- BASIC ：编程风格可能导致程序逻辑分散，代码混乱。
- Objective - C ：界面和逻辑分离，通过对象间的消息传递来实现功能，思考重点在于发送什么消息而不是设置什么属性。
3. 第三方资源差异
- BASIC ：有丰富的第三方控件和支持代码市场。
- Objective - C ：相对较少依赖第三方资源，更注重使用Cocoa框架。

四、从脚本语言过渡到Objective - C

从Perl、PHP、Python和Tcl等脚本语言过渡到Objective - C和Cocoa可能是最困难的。
1. 语言特性差异
- 脚本语言 ：具有强大的字符串处理能力、自动内存管理、快速开发周期、灵活的类型系统和丰富的第三方包。
- Objective - C ：字符串处理相对较弱，没有内置的正则表达式功能。开发包含编译和链接阶段，需要手动处理不同类型，存在指针和内存错误的风险。
2. 选择Objective - C的原因
- 性能 ：根据应用类型，Objective - C可能比脚本语言性能更好。
- 用户界面 ：可以访问原生用户界面工具包（Cocoa），而大多数脚本语言支持的Tk工具包功能不如Cocoa丰富，且应用外观和感觉与iOS或Mac程序不同。
3. 结合脚本语言和Objective - C
可以使用脚本桥接，如Objective - C与Python（PyObjC）和Ruby（RubyObjC）的桥接，在脚本语言中对Cocoa对象进行子类化并访问Cocoa的所有功能。

五、总结

Objective - C和Cocoa有其独特的特性和行为，源于其动态运行时调度特性，能实现其他语言无法实现的功能。但也缺乏一些其他语言多年来添加的特性，如强大的字符串处理、命名空间和元编程。在编程中需要权衡利弊，决定是否选择Objective - C取决于其带来的收益是否值得付出的代价。对于开发者来说，能够使用Cocoa构建应用往往足以弥补熟悉Objective - C所需的时间和精力。

以下是一个简单的对比表格，总结不同语言与Objective - C的差异：
| 语言 | 内存管理 | 接口/协议 | 错误处理 | 类的声明与实现 | 字符串处理 |
| ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
| Java | 垃圾回收 | 接口 | 异常处理 | 无预处理器 | 强大 |
| BASIC | 集成开发环境管理 | 无类似概念 | 代码集成处理 | 无分离概念 | 依赖内置函数 |
| 脚本语言 | 自动内存管理 | 无类似概念 | 异常处理 | 无预处理器 | 强大 |
| Objective - C | 引用计数/ARC | 正式协议 | 取决于API | 头文件和实现文件分离 | 较弱 |

通过以上内容，希望能帮助开发者更好地从其他语言过渡到Objective - C，理解不同语言之间的差异和Objective - C的独特之处。在实际开发中，根据具体需求和场景选择合适的语言和工具。

从其他语言过渡到Objective - C的全面指南（续）

六、Objective - C的其他重要特性及相关概念

1. 自动引用计数（ARC）

ARC是Apple为解决Objective - C手动内存管理问题提出的解决方案。
- 特性 ：ARC会自动管理对象的引用计数，减少手动调用 retain 、 release 和 autorelease 的操作。
- 转换操作 ：在Xcode中进行ARC转换时，需要进行文件选择，其过程涉及将现有代码转换为符合ARC规则的代码。同时，对于ARC管理的对象、 dealloc 方法、可保留对象指针（ROPs）、结构体和联合体等都有特定的处理方式。例如，在ARC环境下， dealloc 方法的使用会有所不同，需要注意避免内存泄漏等问题。
- 示例代码说明 ：在ARC环境下，对于对象的创建和使用会更加简洁，例如创建一个简单的对象并使用：

// 在ARC环境下创建对象
NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];
// 无需手动调用release，ARC会自动管理其生命周期

2. 块（Blocks）

块是Objective - C中一种强大的特性，类似于匿名函数。
- 变量绑定 ：块可以自动和管理绑定变量，包括自动变量、全局变量、局部变量和参数变量等。使用 __block 修饰的变量可以在块内部进行修改。
- 使用场景 ：常用于异步操作、回调函数等场景。例如，在GCD（Grand Central Dispatch）中，块可以作为任务被提交到队列中执行。
- 示例代码 ：

// 定义一个简单的块
void (^myBlock)(void) = ^{
    NSLog(@"This is a block.");
};
// 调用块
myBlock();

3. 并发编程

Objective - C提供了多种并发编程的方式。
- Grand Central Dispatch（GCD） ：是一种基于队列的并发编程机制，通过将任务提交到不同的队列中执行来实现并发。队列分为串行队列和并发队列，任务按照先进先出（FIFO）的顺序执行。
- 操作步骤 ：
1. 创建队列：可以使用 dispatch_queue_create 函数创建自定义队列，也可以使用系统提供的全局队列。
2. 提交任务：使用 dispatch_async 或 dispatch_sync 函数将任务（块）提交到队列中。
- 示例代码 ：

// 创建一个并发队列
dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_queue_create("com.example.concurrentQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
// 提交一个异步任务到并发队列
dispatch_async(concurrentQueue, ^{
    // 执行耗时操作
    NSLog(@"Performing a time - consuming task.");
});

• 操作队列（Operation Queues） ：是基于GCD的高级抽象，使用 NSOperation 和 NSOperationQueue 来管理任务。
  • 操作步骤 ：
    1. 创建操作：可以使用 NSBlockOperation 或自定义 NSOperation 子类来创建操作。
    2. 创建队列：使用 NSOperationQueue 来管理操作。
    3. 添加操作到队列：使用 addOperation 方法将操作添加到队列中。
  • 示例代码 ：

// 创建一个操作队列
NSOperationQueue *operationQueue = [[NSOperationQueue alloc] init];
// 创建一个块操作
NSBlockOperation *blockOperation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
    NSLog(@"This is a block operation.");
}];
// 将操作添加到队列中
[operationQueue addOperation:blockOperation];

七、Objective - C中的对象初始化

对象初始化在Objective - C中是一个重要的环节。
- 基本概念 ：对象的初始化分为分配内存和初始化两个步骤。 alloc 方法用于分配内存， init 方法用于初始化对象。
- 初始化方法类型 ：
- 指定初始化器（Designated Initializer） ：是类中最基本的初始化方法，其他初始化方法通常会调用指定初始化器。例如，在一个自定义类中，可能会有一个指定初始化器来初始化对象的核心属性。
- 便利初始化器（Convenience Initializer） ：是为了方便对象的创建而提供的辅助初始化方法，通常会调用指定初始化器。
- 示例代码 ：

// 自定义类的指定初始化器
- (instancetype)initWithName:(NSString *)name {
    self = [super init];
    if (self) {
        _name = [name copy];
    }
    return self;
}

// 便利初始化器
+ (instancetype)objectWithName:(NSString *)name {
    return [[self alloc] initWithName:name];
}

八、Objective - C中的键值编码（KVC）

键值编码是Objective - C中一种强大的机制，用于通过字符串键来访问和修改对象的属性。
- 基本操作 ：
- 获取属性值 ：使用 valueForKey: 方法，例如 [object valueForKey:@"propertyName"] 。
- 设置属性值 ：使用 setValue:forKey: 方法，例如 [object setValue:newValue forKey:@"propertyName"] 。
- 高级应用 ：可以进行批量操作、聚合操作等。例如，在一个包含多个对象的数组中，可以使用KVC来获取所有对象的某个属性值的总和、平均值等。
- 示例代码 ：

// 假设有一个对象具有name属性
MyObject *obj = [[MyObject alloc] init];
[obj setValue:@"John" forKey:@"name"];
NSString *name = [obj valueForKey:@"name"];
NSLog(@"The name is: %@", name);

九、总结与展望

Objective - C虽然有其独特的优势，如动态运行时调度、对Cocoa框架的良好支持等，但也存在一些不足之处，如字符串处理能力较弱、缺乏命名空间等。在现代编程环境中，随着Swift等新语言的兴起，Objective - C的使用场景可能会逐渐减少，但在一些旧项目维护、对性能要求极高的场景中，它仍然具有重要的价值。

开发者在选择编程语言时，需要综合考虑项目需求、团队技术栈、性能要求等因素。对于从其他语言过渡到Objective - C的开发者来说，理解不同语言之间的差异和Objective - C的特性是关键。同时，不断学习和掌握新的编程技术和方法，才能更好地应对各种编程挑战。

以下是一个关于Objective - C不同特性的总结表格：
| 特性 | 描述 | 示例代码 |
| ---- | ---- | ---- |
| 自动引用计数（ARC） | 自动管理对象引用计数，减少手动内存管理操作 | NSObject *obj = [[NSObject alloc] init]; |
| 块（Blocks） | 类似于匿名函数，用于异步操作、回调等 | void (^myBlock)(void) = ^{ NSLog(@"This is a block."); }; myBlock(); |
| 并发编程（GCD） | 基于队列的并发编程机制 | dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_queue_create("com.example.concurrentQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT); dispatch_async(concurrentQueue, ^{ NSLog(@"Performing a time - consuming task."); }); |
| 对象初始化 | 分为分配内存和初始化步骤，有指定和便利初始化器 | - (instancetype)initWithName:(NSString *)name { self = [super init]; if (self) { _name = [name copy]; } return self; } |
| 键值编码（KVC） | 通过字符串键访问和修改对象属性 | [obj setValue:@"John" forKey:@"name"]; NSString *name = [obj valueForKey:@"name"]; |

通过对Objective - C这些特性的深入理解和掌握，开发者可以更加高效地进行Objective - C编程，开发出高质量的应用程序。

下面是一个简单的mermaid流程图，展示从其他语言过渡到Objective - C的思考流程：

graph LR
    A[选择原语言] --> B{语言特性对比}
    B --> C{内存管理差异}
    B --> D{接口/协议差异}
    B --> E{错误处理差异}
    B --> F{类声明与实现差异}
    B --> G{字符串处理差异}
    C --> H[学习Objective - C内存管理方式]
    D --> I[掌握Objective - C协议机制]
    E --> J[了解Objective - C错误处理策略]
    F --> K[熟悉头文件和实现文件分离]
    G --> L[适应Objective - C字符串处理方式]
    H --> M[实践项目]
    I --> M
    J --> M
    K --> M
    L --> M
    M --> N[总结经验]

通过以上内容，希望能为开发者在从其他语言过渡到Objective - C的过程中提供全面的指导和帮助，使开发者能够更好地理解和运用Objective - C进行编程开发。