Objective-C++ 在很长时间内都是 iOS 上的主流编程语言。2014 年 Apple 发布 Swift 之后,这一情况才逐渐改变。但是,在开发 Tweak 时,用得更多的依旧是 Objective-C。因此有必要对 Objective-C 有一个快速的了解。
这里假定你对 C-like 语言有一个较为全面的了解。若你是 C/C++ 的熟练使用者则更好。
简介
Objective-C 是 C 语言的严格超集。即是说,在 C 编译器下能够编译的代码,应当可以不加修改地使用 Objective-C 的编译器来编译。(尽管可能行为不完全相同)另一方面,在 Objective-C 当中,可以混合使用 C 风格的代码。
文件扩展名
头文件实现文件C.h
.c
C++.h
/.hpp
.cc
/.cpp
/.cxx
Objective-C.h
.m
Objective-C++.h
.mm
为了兼容 C,我们依然可以使用预处理器指令 #include
来包含头文件。但是 Objective-C 提供了另一选项 #import
。它与 #include
的作用几乎完全相同,但可以保证在一个编译单元中每个头文件都只被引入一次。即是说,它起到了传统 C/C++ 变成中 #pragma once
或是 Guard Macro 的作用。
基本类型
Objective-C/C++ 中的基本类型和 C/C++ 中的差不多。几种基本类型在 Objective-C/C++ 中的长度分别是:
char
: 1Bint
: 4Bfloat
: 4Bdouble
: 8B
此外,Objective-C/C++ 中也有 short
/long
/long long
/signed
/unsigned
之类的修饰。含义也和 C/C++ 中的相同。
字符串
Objective-C 支持 C-style 字符串,并且也遵循 C 语言当中对引号使用的约定。亦即,使用单引号表示字符(例 'c'
),使用双引号表示字符串(null termination)。但在 Objective-C 中也有实现 NSString
类(类似 C++ 中的 std::string
但更强大)。它更常用。
1
2
3
‘c’; // 字符类型字面量
“hello world”; // C-style string
@”hello world”; // Objective-C NSString
此外,NSString
也支持 printf
风格的字符串构造方法,以及支持从 C-style 字符串中构造。
1
2
3
4
5
6
7
8
// construct a NSString object from literal
NSString* myString = @”My Stringn”;
// construct a NSString object from printf formatter
NSString* anotherString = [NSString stringWithFormat: @”%d %s”, 1, @”String”];
// construct a NSString object from C-style string
NSString* fromCString = [NSString stringWithCString: “A C string” encoding: NSASCIIStringEncoding];
逻辑控制
if
Objective-C 中的 if
语句和 C/C++ 中的基本一致。唯独,在 Objective-C 中以 0
表示 false
,而以其他值表示 true
。例如说,其他任何数值,或是任何字符串,在 Objective-C
中都会被认为是 true
。
for
/while
Objective-C 中的 for
/while
和 C 中的完全一致。
函数调用
名称代码风格C/C++对象成员函数调用obj.method(args)
Objective-C/C++向对象传递消息[obj method: args]
在 C++/Java 中,类中定义有成员函数/成员方法。我们可以通过类似 obj.method(args)
的方式调用 obj
对象的 method
成员函数。如果 method
在 obj
所属的类中没有定义,则在编译期就会报错。
Objective-C 则继承了 Smalltalk 的消息传递模型。在这一模型中,调用成员函数被视作是向对象发送一个消息。例如,obj.method(args)
式的调用会被写作是 [obj method: args]
。这种写法的意思是,向 obj
这个对象发送名为 method
的消息,args
则是消息附带的参数。与 C++/Java 风格的调用不同,obj
所属的类即便没有定义名为 method
的成员函数,我们在代码中依旧可以向 obj
发送这一消息。Objective-C 的编译器不会为此报错,但在程序执行时则会抛出一个异常。
对比下来,消息传递模型中类和成员函数的关系较为松散,这种调用方式总是在运行期动态绑定。于是,它不需要 C++ 当中的 virtual
/override
关键字。当然,这种做法也存在一定额外开销。(显然)
空对象(nil
)接受消息后默认不做任何事情。因此向 nil
传递消息是安全的。
类的声明与数据成员
在 C++ 中,我们称之为「声明一个类」。在 Objective-C/C++ 中,我们说「定义类的接口(interface)」。
在 C++ 中,定义一个空的类形如
1
class Foo {};
注意,它不需要继承自一个作为占位符的父类。在 Objective-C/C++ 中,定义一个空类形如
1
2
@interface Foo : NSObject
@end
注意,和 Python 中所有类都继承自 object
类似,Objective-C 中所有类都继承自 NSObject
。
在 C++ 中,定义一个包含有数据成员的类形如
1
2
3
4
5
6
7
class Foo : public Bar {
protected:
int data;
private:
int private_data;
};
类比在 Objective-C/C++ 中则是
1
2
3
4
5
6
7
8
9
@interface Foo : Bar {
int data;
}
@end
@implementation Foo {
int private_data;
}
@end
Objective-C 的类分为接口(interface)和实现(implementation)。接口部分通常包含了类声明以及其中数据成员的定义,以及相关成员函数的声明。实现部分通常包含了成员函数的实现代码。
注意,C++ 中,class
中的数据成员默认是 private
的;在 Objective-C/C++ 中,@interface
段定义的数据成员默认是 protected
的,@implementation
段定义的数据成员默认是 private
的。为了保持访问控制一致,额外在 C++ 代码中加上了 protected
关键字来指定 data
的访问控制类型。
成员函数
在 C++ 中,成员函数的声明形如
1
2
3
4
5
6
7
8
class Foo : public Bar {
public: // 1.
static void class_method(); // 2.
void instance_method1(); // 3.a
void instance_method2(int p1); // 3.b
void instance_method3(int p1, int p2); // 4.
};
类比在 Objective-C 中,则是如下形式
1
2
3
4
5
6
7
8
@interface Foo: Bar
// 1.
+(void) class_method; // 2.
-(void) instance_method1; // 3.a
-(void) instance_method2: (int) p1; // 3.b
-(void) instance_method3: (int) p1 and: (int) p2; // 4.
@end
首先关注 (1)。在 C++ 中,class
内的访问控制默认是 private
。因此,要使声明的成员函数可用,我们需要显式地指明 public
。在 Objective-C 中,@interface
段的方法默认是 @public
的。
接下来关注 (2)。在 C++ 中有所谓的 static
-成员函数。此类成员函数是属于整个类的,不能修改类的对象内部的数据成员。Objective-C 中也有类似设定,即所谓的类方法(class method)。具体形式是在方法前加上一个 +
记号。
现在关注 (3)。这是典型的成员函数的声明方式。这样的成员函数是与具体的类的对象绑定的,必须要有一个构造好的对象才能执行这些成员函数。在 Objective-C 中,这是所谓的对象方法(instance method),也称为一般方法。
(4) 处也声明了一般意义上的成员函数,但在 Objective-C 这里稍有不同。对 Objective-C 的版本,它的函数全名(签名)是 instance_method3:and:
。即是说,在声明时,函数的名称和参数列表交织在一起;每个冒号后面都带有一次参数传递。调用它的时候则类似:[obj instance_method3: 0 and: 1]
。这是 Objective-C/C++ 特有的。
属性
尽管我们也可以在 Objective-C 中定义数据成员,但实际上更好的方式是使用属性。例如
1
2
3
@interface Foo: NSObject
@property int age;
@end
它等价于
1
2
3
4
5
6
7
@interface Foo: NSObject
@property int age; // 1.
@end
@implementation Foo
@synthesize age = _age; // 2.
@end
这里,(1) 声明了类 Foo
的一个属性。它的类型是 int
,名字是 age
。如果没有显式地如 (2) 这样将属性和变量关联起来,则编译器会自动产生一个变量,并做这样的关联。注意,属性的声明应当位于 @interface
段,属性与变量的关联则应放在 @implementation
段。
你也可以使用别的变量与属性进行关联。例如 @synthesize age = internal_age;
。这样会将 age
这个属性与 internal_age
这个数据成员进行关联。
声明属性,则编译器会为我们自动生成相应的 setter/getter 方法。例如说,上面的代码,大致相当于会生成这样的代码:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
@implementation Foo
-(void) setAge: (int) n {
self->_age = n;
}
-(int) age {
return self->_age;
}
@end
也就是说,通过属性,我们将类的数据成员封装了起来。外部不能直接操作类的数据成员,而要通过 setter/getter 来操作。此外,Objective-C 还为此提供了类似 C++ 中成员访问运算符(.
)的语法糖。我们可以写出类似下面的代码
1
2
3
4
5
p.age = 10; // 1.a
[p setAge: 10]; // 1.b
NSLog(@”age is: %d”, p.age); // 2.a
NSLog(@”age is: %d”, [p age]); // 2.b
其中 (1.a) 和 (1.b) 的含义相同,(2.a) 和 (2.b) 的含义也相同。