31、深入探索键值编码与静态分析器

深入探索键值编码与静态分析器

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键来间接访问和修改对象的属性。下面我们将详细探讨KVC的各种应用场景和特性。

1. 获取唯一值

有时候，我们有一个属性，它只能取一小部分值，比如所有汽车的品牌。即使我们有一百万辆汽车，我们也只有少量的独特品牌。可以使用键路径 cars.@distinctUnionOfObjects.make 从集合中获取这些品牌：

NSArray *manufacturers; 
manufacturers = [garage valueForKeyPath: @"cars.@distinctUnionOfObjects.make"];
NSLog (@"makers: %@", manufacturers);

运行上述代码，输出如下：

makers: (
   Honda,
   Plymouth,
   Pontiac,
   Acura
)

键路径中间的操作符 @distinctUnionOfObjects 如其名所示，它对左侧指定的集合应用右侧的键路径，对集合中的每个对象进行操作，然后将结果值转换为一个集合。“union” 部分表示取一组对象的并集，“distinct” 部分则去除所有重复项。

2. 批量获取和修改属性

KVC 提供了一对方法来对对象进行批量更改。第一个是 dictionaryWithValuesForKeys: ，它接受一个字符串数组作为参数，使用 valueForKey: 方法获取每个键对应的值，并构建一个包含这些键值对的字典。

car = [[garage valueForKeyPath: @"cars"] lastObject];
NSArray *keys = [NSArray arrayWithObjects: @"make", @"model", @"modelYear", nil];
NSDictionary *carValues = [car dictionaryWithValuesForKeys: keys];
NSLog (@"Car values : %@", carValues);

运行上述代码，我们可以得到汽车的一些属性信息：

Car values : {
make = Plymouth;
model = Valiant;
modelYear = 1965;
}

我们还可以使用 setValuesForKeysWithDictionary: 方法来批量修改对象的属性：

NSDictionary *newValues = [NSDictionary dictionaryWithObjectsAndKeys:
@"Chevy", @"make",
@"Nova", @"model",
[NSNumber numberWithInt:1964], @"modelYear",
nil];
[car setValuesForKeysWithDictionary: newValues];
NSLog (@"car with new values is %@", car);

运行上述代码后，我们可以看到汽车的部分属性已经被修改：

car with new values is Paper Car, a 1964 Chevy Nova, has 2 doors, 76800.0 miles, and 4 tires.

注意，有些值（如品牌、型号和年份）已经改变，但其他值（如名称和里程数）没有改变。

3. 处理 nil 值

在处理字典时，字典不能包含 nil 值。对于 nil 值，我们可以使用 [NSNull null] 来表示。例如，对于没有名称的汽车，当我们调用 dictionaryWithValuesForKeys 时， @"name" 对应的键值将返回 [NSNull null] ，我们也可以在 setValuesForKeysWithDictionary 中提供 [NSNull null] 来进行相反的操作。

当我们尝试将 nil 值赋给标量值（如里程数）时，会遇到问题：

[car setValue: nil forKey: @"mileage"];

这会导致错误：

'[<Car 0x105740> setNilValueForKey]: could not set nil as the value for the key mileage.'

为了解决这个问题，我们可以重写 setNilValueForKey 方法：

- (void) setNilValueForKey: (NSString *) key
{
  if ([key isEqualToString: @"mileage"])
 {
  mileage = 0;
 } else {
  [super setNilValueForKey: key];
 }
} // setNilValueForKey

4. 处理未定义的键

如果我们在使用 KVC 时输入了错误的键，会得到一个错误信息，提示该类不支持该键的键值编码。我们可以通过重写 valueForUndefinedKey: 和 setValue:forUndefinedKey: 方法来处理未定义的键。

@interface Garage : NSObject
{
  NSString *name;
  NSMutableArray *cars;
  NSMutableDictionary *stuff;
}
// ...
@end // Garage

- (void) setValue: (id) value forUndefinedKey: (NSString *) key
{
  if (stuff == nil)
  {
    stuff = [[NSMutableDictionary alloc] init];
  }
  [stuff setValue: value forKey: key];
} // setValueForUndefinedKey

- (id) valueForUndefinedKey:(NSString *)key
{
  id value = [stuff valueForKey: key];
  return (value);
} // valueForUndefinedKey

现在，我们可以在 Garage 对象上设置任意值：

[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"]);

输出结果如下：

values are bunny greeble <null> and (null)

静态分析器（Static Analyzer）

静态分析器是一种强大的工具，它可以在不实际运行代码的情况下，逻辑地检查代码，查找可能导致运行时错误的问题。下面我们将详细介绍静态分析器的使用方法和作用。

1. 静态分析器的作用和工作原理

静态分析器了解 Objective-C 程序的工作方式，并根据这些知识检查我们的程序。它不仅仅是查看源代码，而是遍历应用程序中的代码路径，查找逻辑错误，并将这些错误报告给我们。我们可以在构建和运行代码之前修复这些问题。

静态分析器可以发现各种类型的错误：
- 安全问题 ：如内存泄漏和缓冲区溢出。
- 并发问题 ：如竞态条件（当两个或多个任务可能因时间安排而失败）。
- 逻辑问题 ：包括死代码和各种不良编码实践。

然而，使用静态分析器也有一些缺点：
- 它会减慢构建过程，因为执行分析需要时间。
- 分析器有时会产生误报，指出一些实际上并不是问题的问题。
- 它会改变我们熟悉的工作流程，因为我们需要弄清楚如何将其融入工作中。

2. 开始使用静态分析器

使用静态分析器非常简单。首先打开一个项目，然后点击 Product 菜单并选择 Analyze ，或者按下 ⌘+shift+B 。

例如，当我们对 19-01 CarParts Error 项目进行静态分析时，会发现程序编译时没有错误，但静态分析器发现了四个我们之前不知道的问题。

下面是静态分析器发现的问题及解决方法：
| 问题描述 | 原因分析 | 解决方法 |
| — | — | — |
| Dead store | 创建了一个对象（如 pool ），但在代码中从未直接访问它 | 从应用程序中移除该变量 |
| 潜在的对象泄漏（ garage 对象） | 代码中存在一个意外的 return 语句，导致在释放 garage 对象之前函数就结束了 | 移除意外的 return 语句 |
| carsCopy 对象泄漏 | 创建了 carsCopy 作为 cars 的可变副本，但从未释放该副本 | 在 main 函数结束时释放 carsCopy |
| AllWeatherRadial 中的内存泄漏 | 分配了一个字符串 desc ，但在返回之前从未释放它 | 修改返回语句为 return [desc autorelease] |

3. 辅助静态分析器

静态分析器虽然强大，但并不完美。为了帮助分析器更好地工作，我们可以在方法中使用关键字来避免误报。

• 返回保留对象 ：使用 NS_RETURNS_RETAINED 标记一个返回保留计数大于零的对象的方法。

- (NSMutableArray *)superDuperArrayCreator NS_RETURNS_RETAINED;

• 返回非保留对象 ：使用 NS_RETURNS_NOT_RETAINED 和 CF_RETURNS_NOT_RETAINED 关键字，当尝试返回一个非保留对象时，让分析器发出警告。

- (NSMutableArray *)superDuperArrayCreator NS_RETURNS_NOT_RETAINED;

• 返回空值 ：使用 CLANG_ANALYZER_NORETURN 关键字确保一个方法返回 void 。

- (void)myMethod CLANG_ANALYZER_NORETURN;

4. 其他可能发现的问题

• 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 ）中同时获取和测试一个值。

if(myValue = [self getValue])
{
  // do something
}

这个 if 语句有两种解释方式，分析器会将其标记为一个问题。如果我们真的想表达第一种含义，可以将其重写为 if((myValue = [self getValue])) 或 if(nil != (myValue = [self getValue])) ；如果想表达第二种含义，则需要正确比较两个值： if(myValue == [self getValue]) 。
- 内存泄漏 ：下面的代码看起来没有问题，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];
}

如果 array 的内存分配失败，方法会立即返回，但此时 string 已经被分配，并且不会被释放，因为我们永远不会到达方法的结尾。

综上所述，键值编码和静态分析器都是 Objective-C 开发中非常有用的工具。键值编码可以让我们更灵活地访问和修改对象的属性，而静态分析器可以帮助我们提前发现代码中的潜在问题，提高代码的质量和稳定性。

深入探索键值编码与静态分析器

键值编码与静态分析器的综合应用与拓展

在实际开发中，键值编码（KVC）和静态分析器常常相互配合，帮助开发者更高效地编写和调试代码。下面我们将探讨它们在不同场景下的综合应用。

1. KVC 在用户界面代码中的应用拓展

KVC 的批量操作功能在用户界面代码中具有很大的优势。以类似苹果 Aperture 的 Lift and Stamp 工具为例，我们可以利用 KVC 的 dictionaryWithValuesForKeys 和 setValuesForKeysWithDictionary 方法实现属性的提取和应用。

以下是一个简单的流程图，展示了该工具的基本操作流程：

graph TD;
    A[选择源对象] --> B[使用 dictionaryWithValuesForKeys 提取属性];
    B --> C[用户修改属性字典];
    C --> D[选择目标对象];
    D --> E[使用 setValuesForKeysWithDictionary 应用属性];

具体步骤如下：
1. 提取属性 ：使用 dictionaryWithValuesForKeys 方法从源对象中提取所需的属性，存储在一个字典中。

NSArray *keys = [NSArray arrayWithObjects: @"property1", @"property2", nil];
NSDictionary *sourceValues = [sourceObject dictionaryWithValuesForKeys: keys];

2. 用户修改 ：用户可以在界面上对提取的属性字典进行修改，例如移除某些不需要的属性或修改属性值。
3. 应用属性 ：使用 setValuesForKeysWithDictionary 方法将修改后的属性字典应用到目标对象上。

[targetObject setValuesForKeysWithDictionary: modifiedValues];

2. 静态分析器在复杂项目中的应用

在大型复杂项目中，静态分析器的作用更加显著。它可以帮助我们发现一些隐藏在代码深处的问题，提高代码的安全性和稳定性。

以下是静态分析器在复杂项目中的应用步骤：
1. 定期分析 ：在项目开发过程中，定期使用静态分析器对代码进行全面检查，及时发现潜在问题。
2. 集成到开发流程 ：将静态分析器集成到持续集成（CI）流程中，确保每次代码提交都经过静态分析，避免引入新的问题。
3. 处理误报 ：对于静态分析器产生的误报，使用前面提到的关键字进行辅助，减少误报的干扰。

3. KVC 和静态分析器的性能考虑

虽然 KVC 和静态分析器都为开发带来了便利，但它们也有一定的性能开销。

• KVC 的性能 ：KVC 需要解析字符串来确定要操作的属性，因此比直接使用访问器方法慢。在对性能要求较高的场景中，应谨慎使用 KVC。
• 静态分析器的性能 ：静态分析器会减慢构建过程，尤其是在大型项目中。可以根据项目的实际情况，合理安排静态分析的频率。

总结

键值编码和静态分析器是 Objective-C 开发中不可或缺的工具。键值编码提供了一种灵活的方式来访问和修改对象的属性，尤其适用于批量操作和用户界面代码。静态分析器则可以在不运行代码的情况下，发现潜在的错误和问题，提高代码的质量和安全性。

在实际开发中，我们应充分发挥它们的优势，同时注意它们的性能开销。通过合理使用 KVC 和静态分析器，我们可以更高效地开发出高质量、稳定的应用程序。

以下是一个简单的表格，总结了键值编码和静态分析器的优缺点：
| 工具 | 优点 | 缺点 |
| — | — | — |
| 键值编码（KVC） | 灵活访问和修改属性，支持批量操作 | 性能较慢，缺乏编译器错误检查 |
| 静态分析器 | 提前发现潜在问题，提高代码质量 | 减慢构建过程，可能产生误报 |

希望通过本文的介绍，你对键值编码和静态分析器有了更深入的了解，并能在实际开发中更好地运用它们。