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，有两个重要的点需要注意。首先，可以将Objective - C对象的指针放入C++对象中。由于所有Objective - C对象都是动态分配的，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任何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;
};

其次，也可以将C++对象放入Objective - C对象中。例如：

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

嵌入在Objective - C对象中的C++对象，在Objective - C对象分配时调用其构造函数，在Objective - C对象释放时调用其析构函数。另外，NSExceptions和C++异常是可互操作的，可以自由抛出和捕获块。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. 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，可以选择开启垃圾回收功能。
2. 接口和类特性 ：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。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。Objective - C对公共和私有方法的界定比较宽松，任何对象支持的方法都可以被调用，即使它没有在外部形式（如头文件）中出现。Java可以声明类为 final ，防止创建子类，而Objective - C则可以在运行时为任何类添加方法。
3. 文件结构 ：Objective - C的类实现通常分为头文件和实现文件。头文件（扩展名为 .h ）包含与类相关的公共信息，其他代码通过预处理器（使用 #import ）导入该文件。Java没有C预处理器，预处理器是一种文本替换工具，在将C、Objective - C和C++源代码交给编译器之前自动处理它们。
4. 错误处理 ：在Java中，几乎所有错误都通过异常处理。在Objective - C中，错误处理取决于所使用的API。Unix API通常返回 - 1值，并设置全局错误号（errno）。Cocoa API通常仅在程序员错误或无法清理的情况下抛出异常。Objective - C语言提供了类似于Java和C++的异常处理特性： @try 、 @catch 和 @finally 。
5. 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 NullPointerException ，向 nil 发送消息是无操作，无需检查消息发送是否针对 NULL 。
6. 类行为修改 ：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 final 类，可以对任何类进行子类化。实际上，在Objective - C中进行子类化的情况比Java少很多。通过类别和动态运行时机制，可以将功能放入更少的类中，并且可以将功能放入最有意义的类中。

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。BASIC（Visual和REAL）环境提供了一个集成开发环境，构成完整的工作空间。而Cocoa将开发分为两个环境：Interface Builder编辑器和文本编辑器，都在Xcode中。使用Interface Builder创建用户界面，并指定要在特定对象上调用的方法名称，然后将控制逻辑放入Xcode的文本编辑器（或其他喜欢的文本编辑器）中编辑的源代码中。
在BASIC中，用户界面项和与之关联的代码紧密集成，通常将代码块放入按钮和文本字段中以实现所需的行为。如果不小心，这种风格可能导致程序逻辑分散，代码混乱。BASIC编程通常通过更改对象的属性来实现所需的行为。而在Cocoa中，界面和背后的逻辑有清晰的分离，有一组相互通信的对象。不是直接设置对象的属性，而是请求对象更改其属性。在Cocoa中，大部分时间需要思考要发送什么消息，而不是设置什么属性。此外，BASIC有丰富的第三方控件和支持代码市场，经常可以直接购买并集成到代码库中。

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的程序员可能会面临较大的挑战。脚本语言在编程便利性方面表现出色，如强大的字符串处理和处理能力、自动内存管理（通过引用计数或垃圾回收）、快速的开发周转、灵活的类型转换以及大量可下载和使用的包。脚本语言的运行时环境通常也非常灵活，可以随意设计自己的对象类型和控制结构。
相比之下，Objective - C在很多方面似乎是一种倒退。它是一种80年代的语言，字符串处理可能比较痛苦，因为没有内置的正则表达式功能，格式化字符串主要使用 printf() 风格。尽管Objective - C增加了ARC和垃圾回收，但互联网上很多现有代码仍然使用手动内存管理技术（retain和release）。开发过程包括编译和链接阶段，导致代码更改后看到结果有延迟。需要手动处理不同的类型，如整数、字符数组和字符串对象，并且还需要处理C语言带来的一些问题，如指针、位运算和容易出现的内存错误。
不过，使用Objective - C也有一些优势。性能是一个原因，根据应用程序的类型，Objective - C的性能可能优于脚本语言。另一个重要优势是可以访问原生用户界面工具包（Cocoa），大多数脚本语言支持最初为Tcl语言开发的Tk工具包，但它的用户界面功能不如Cocoa丰富，并且使用Tk构建的应用程序通常在外观和感觉上与iOS或Mac程序不同。还可以通过脚本桥接（如PyObjC和RubyObjC）结合两者的优势，使用这些桥接时，可以在Python或Ruby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有其独特之处，Objective - C的动态运行时调度特性带来了一些独特的功能和行为，可以实现其他语言无法实现的功能。但它也缺乏一些其他语言多年来添加的便利特性，如强大的字符串处理、命名空间和元编程。在编程中，总是需要进行权衡。需要决定与当前使用的语言相比，在Objective - C中获得的收益是否值得付出的代价。对于很多开发者来说，能够使用Cocoa构建应用程序，弥补了熟悉Objective - C所需的时间和精力。

以下是一个简单的对比表格，总结了不同语言与Objective - C的部分差异：
| 特性 | Java | BASIC | 脚本语言 | Objective - C |
| — | — | — | — | — |
| 内存管理 | 垃圾回收 | 通常自动 | 自动（引用计数或垃圾回收） | 引用计数、ARC、可选垃圾回收 |
| 接口/协议 | 接口 | 无类似概念 | 无类似概念 | 正式协议 |
| 类特性 | 抽象类、 final 类 | 无类似概念 | 无类似概念 | 可运行时扩展类 |
| 错误处理 | 异常 | 特定机制 | 异常 | 取决于API，有异常处理特性 |
| 字符串处理 | 强大 | 一般 | 强大 | 较弱，无内置正则表达式 |

通过以上内容，希望能帮助从不同语言过渡到Objective - C的开发者更好地理解和适应Objective - C的特性和编程方式。

从其他语言过渡到Objective - C的全面指南（续）

六、Objective - C与其他语言交互的代码示例分析

在前面介绍了Objective - C与C++、Java、BASIC和脚本语言的差异及过渡要点，下面通过具体代码示例进一步分析Objective - C与C++的交互情况。

在Objective - C和C++交互时，我们可以将Objective - C对象指针放入C++对象中，示例代码如下：

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

在这个 ChessPiece 类中， pieceImage 是一个指向Objective - C对象 NSImage 的指针。由于Objective - C对象是动态分配的，不能将完整的Objective - C对象嵌入到C++类中。在C++的构造函数中，我们需要对 pieceImage 进行分配和初始化操作，在析构函数中进行释放操作。

同时，也可以将C++对象放入Objective - C对象中，示例如下：

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

在 SWChessBoard 这个Objective - C类中，包含了一个指向 ChessPiece （C++对象）的指针数组。当Objective - C对象 SWChessBoard 被分配时，会调用 ChessPiece 的构造函数；当 SWChessBoard 被释放时，会调用 ChessPiece 的析构函数。

七、Objective - C的一些关键特性操作步骤

7.1 异常处理操作步骤

Objective - C的异常处理类似于Java和C++，使用 @try 、 @catch 和 @finally 。以下是一个简单的异常处理示例及操作步骤：
1. 编写 @try 块 ：在 @try 块中编写可能会抛出异常的代码。

@try {
    // 可能抛出异常的代码
    if (someCondition) {
        @throw [NSException exceptionWithName:@"CustomException" reason:@"Some error occurred" userInfo:nil];
    }
}

2. 编写 @catch 块 ： @catch 块用于捕获异常，根据异常类型进行不同的处理。

@catch (NSException *exception) {
    // 处理异常
    NSLog(@"Caught exception: %@", [exception reason]);
}

3. 编写 @finally 块 ： @finally 块中的代码无论是否抛出异常都会执行，通常用于资源清理等操作。

@finally {
    // 无论是否抛出异常都会执行的代码
    NSLog(@"Finally block executed");
}

7.2 类别（categories）的使用步骤

在Objective - C中，类别可以在运行时为现有类添加方法。以下是使用类别的操作步骤：
1. 创建类别文件 ：在Xcode中，选择创建新文件，选择Objective - C Category。
2. 定义类别接口 ：在头文件中定义类别接口，例如为 NSString 添加一个反转字符串的方法。

// NSString+Reverse.h
#import <Foundation/Foundation.h>

@interface NSString (Reverse)
- (NSString *)reversedString;
@end

3. 实现类别方法 ：在实现文件中实现类别方法。

// NSString+Reverse.m
#import "NSString+Reverse.h"

@implementation NSString (Reverse)
- (NSString *)reversedString {
    NSMutableString *reversed = [NSMutableString string];
    for (NSInteger i = self.length - 1; i >= 0; i--) {
        [reversed appendString:[NSString stringWithFormat:@"%C", [self characterAtIndex:i]]];
    }
    return reversed;
}
@end

4. 使用类别方法 ：在需要使用该方法的地方导入头文件并调用。

#import "NSString+Reverse.h"

NSString *str = @"Hello";
NSString *reversed = [str reversedString];
NSLog(@"Reversed string: %@", reversed);

八、不同语言过渡到Objective - C的流程图

以下是一个从不同语言过渡到Objective - C的流程图，展示了不同语言开发者在过渡过程中需要关注的主要方面：

graph LR
    classDef startend fill:#F5EBFF,stroke:#BE8FED,stroke-width:2px
    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px

    A([开始过渡]):::startend --> B{来自哪种语言}:::process
    B -->|Java| C(关注内存管理、接口协议、类特性等差异):::process
    B -->|BASIC| D(适应界面与逻辑分离、不同开发环境):::process
    B -->|脚本语言| E(接受手动内存管理、性能和用户界面优势):::process
    B -->|C++| F(处理对象交互、异常互操作性):::process
    C --> G(学习Objective - C特性和编程方式):::process
    D --> G
    E --> G
    F --> G
    G --> H([完成过渡]):::startend

九、总结与展望

通过前面的介绍，我们详细了解了从不同语言过渡到Objective - C时需要注意的各个方面，包括与C++的对象交互、从Java、BASIC和脚本语言过渡时的特性差异、异常处理和类别使用等操作步骤，以及不同语言过渡的流程图。

在未来的开发中，随着技术的不断发展，Objective - C可能会不断进行改进和优化。对于开发者来说，掌握Objective - C与其他语言的交互和过渡技巧，能够在不同的项目需求中灵活选择合适的语言和技术栈，提高开发效率和应用程序的质量。同时，也需要关注行业的发展趋势，不断学习和掌握新的技术，以适应不断变化的开发环境。

总之，虽然从其他语言过渡到Objective - C可能会面临一些挑战，但只要我们深入理解其特性和编程方式，合理利用其优势，就能够在Objective - C的开发中取得良好的成果。希望以上内容能为想要从不同语言过渡到Objective - C的开发者提供有价值的参考和指导。