OC学习Runtime之协议与分类

坚持 成长 每日一篇

OC提供分类为已有的类进行扩展，提供协议来定义接口。

基本数据类型

Category

分类：允许我们通过给一个类添加方法来扩充它（但是通过category不能添加新的实例变量），并且我们不需要访问类中的代码就可以做到。分类在OC的定义为Category

Category是表示一个指向分类的结构体objc_category的指针，其定义如下：

typedef struct objc_category *Category;

objc_category结构体定义如下

struct objc_category {
    char *category_name                          OBJC2_UNAVAILABLE; // 分类名
    char *class_name                             OBJC2_UNAVAILABLE; // 分类所属的类名
    struct objc_method_list *instance_methods    OBJC2_UNAVAILABLE; // 实例方法列表
    struct objc_method_list *class_methods       OBJC2_UNAVAILABLE; // 类方法列表
    struct objc_protocol_list *protocols         OBJC2_UNAVAILABLE; // 分类所实现的协议列表
}

这个结构体主要包含了分类定义的实例方法与类方法，其中instance_methods列表是objc_class中方法列表的一个子集，而class_methods列表是元类方法列表的一个子集。

Protocol

Protocol的定义如下：

#ifdef __OBJC__
@class Protocol;
#else
typedef struct objc_object Protocol;
#endif

struct objc_object {
    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
};

我们可以看到，Protocol其实就是一个对象结构体。

分类和协议相关操作

Category相关操作

Runtime并没有在系统中找到提供针对分类的操作函数。因为这些分类中的信息都包含在objc_class中，我们可以通过针对objc_class的操作函数来获取分类的信息。下面我们可以做一些测试。。。。
准备一个Boy类和Boy类的分类Test如下：
Boy.h

#import <Foundation/Foundation.h>
@interface Boy : NSObject
-(void)say:(NSString*)str girl:(NSString*)girl;
@end

Boy.m

#import "Boy.h"
#import "Girl.h"
@implementation Boy
-(void)say:(NSString*)str girl:(NSString*)girl
{
    NSLog(@"%@",str);
    NSLog(@"%@",girl);
}
@end

Boy+Test.h

#import "Boy.h"
@interface Boy (Test)
-(void)Run;
@end

Boy+Test.m

#import "Boy+Test.h"
@implementation Boy (Test)
-(void)Run
{
    NSLog(@"Run");
}
@end

实例：

 unsigned int outCount= 0;
 Method *methodList = class_copyMethodList(Boy.class, &outCount);
 for (int i = 0; i < outCount; i++) {
      Method method = methodList[i];
      const char *name = sel_getName(method_getName(method));
      NSLog(@"Boy's method: %s", name);
      if (!strcmp(name, sel_getName(@selector(run)))) 
      {
           NSLog(@"分类方法run在objc_class的方法列表中");
      }
 }

输出：

2015-09-23 11:21:25.491 Runtime[10007:631112] Boy's method: say:girl:
2015-09-23 11:21:29.215 Runtime[10007:631112] Boy's method: run
2015-09-23 11:21:47.598 Runtime[10007:631112] 分类方法run在objc_class的方法列表中

当添加分类时候添加的方法是添加到类里面。虽然系统没有提供动态添加分类，但是我们可以给类添加方法是一个效果的。。

Protocol

而对于Protocol，runtime提供了一系列函数来对其进行操作，这些函数包括：
// 返回指定的协议

Protocol * objc_getProtocol ( const char *name );

// 获取运行时所知道的所有协议的数组

Protocol ** objc_copyProtocolList ( unsigned int *outCount );

// 创建新的协议实例

Protocol * objc_allocateProtocol ( const char *name );

// 在运行时中注册新创建的协议

void objc_registerProtocol ( Protocol *proto );

// 为协议添加方法

void protocol_addMethodDescription ( Protocol *proto, SEL name, const char *types, BOOL isRequiredMethod, BOOL isInstanceMethod );

// 添加一个已注册的协议到协议中

void protocol_addProtocol ( Protocol *proto, Protocol *addition );

// 为协议添加属性

void protocol_addProperty ( Protocol *proto, const char *name, const objc_property_attribute_t *attributes, unsigned int attributeCount, BOOL isRequiredProperty, BOOL isInstanceProperty );

// 返回协议名

const char * protocol_getName ( Protocol *p );

// 测试两个协议是否相等

BOOL protocol_isEqual ( Protocol *proto, Protocol *other );

// 获取协议中指定条件的方法的方法描述数组

struct objc_method_description * protocol_copyMethodDescriptionList ( Protocol *p, BOOL isRequiredMethod, BOOL isInstanceMethod, unsigned int *outCount );

// 获取协议中指定方法的方法描述

struct objc_method_description protocol_getMethodDescription ( Protocol *p, SEL aSel, BOOL isRequiredMethod, BOOL isInstanceMethod );

// 获取协议中的属性列表

objc_property_t * protocol_copyPropertyList ( Protocol *proto, unsigned int *outCount );

// 获取协议的指定属性

objc_property_t protocol_getProperty ( Protocol *proto, const char *name, BOOL isRequiredProperty, BOOL isInstanceProperty );

// 获取协议采用的协议

Protocol ** protocol_copyProtocolList ( Protocol *proto, unsigned int *outCount );

// 查看协议是否采用了另一个协议
BOOL protocol_conformsToProtocol ( Protocol *proto, Protocol *other );
objc_getProtocol函数，需要注意的是如果仅仅是声明了一个协议，而未在任何类中实现这个协议，则该函数返回的是nil。
● objc_copyProtocolList函数，获取到的数组需要使用free来释放
● objc_allocateProtocol函数，如果同名的协议已经存在，则返回nil
● objc_registerProtocol函数，创建一个新的协议后，必须调用该函数以在运行时中注册新的协议。协议注册后便可以使用，但不能再做修改，即注册完后不能再向协议添加方法或协议
需要强调的是，协议一旦注册后就不可再修改，即无法再通过调用protocol_addMethodDescription、protocol_addProtocol和protocol_addProperty往协议中添加方法等。
小结
Runtime并没有提供过多的函数来处理分类。对于协议，我们可以动态地创建协议，并向其添加方法、属性及继承的协议，并在运行时动态地获取这些信息。