Objective-C 链式语法的实现
对于 Objective-C 的语法,喜欢的人会觉得它是如此的优雅,代码可读性强,接近自然语言,开发者在调用大多数方法时不需要去查看注释或文档,通常只凭借方法名就可以大致知道这个方法的作用,可以理解为 代码即注释
;而对于不喜欢的人来说,会觉得这种语法规则太啰嗦了!
直到第三方自动布局框架 Masonry 的出现,如下面代码,大家才发现,原来 Objective-C 还可以这么玩!
Objective-C
make.top.equalTo(superview.mas_top).with.offset(padding.top);
make.left.equalTo(superview.mas_left).with.offset(padding.left);
make.bottom.equalTo(superview.mas_bottom).with.offset(-padding.bottom);
make.right.equalTo(superview.mas_right).with.offset(-padding.right);
}];
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[view1 mas_makeConstraints:^(MASConstraintMaker *make) {
make.top.equalTo(superview.mas_top).with.offset(padding.top);
make.left.equalTo(superview.mas_left).with.offset(padding.left);
make.bottom.equalTo(superview.mas_bottom).with.offset(-padding.bottom);
make.right.equalTo(superview.mas_right).with.offset(-padding.right);
}];
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今天我们就来谈一谈在 Objective-C 中如何实现这种链式调用语法。
注:这里要讲的是 点链式语法
,不同于常见的 [[[[someObject a] and] b] someMethod:5] 中括号链式语法
。
如何实现
我们先举个例子,假如对于一个已有类实例 classInstance
,现在要用句点.
和小括号()
的方式连续调用它的“方法” method1
,method2
,method3
,…,如下图所示:

从图中我们可知,要实现链式语法,主要包含 点语法
、小括号调用
、连续访问
三部分,下面我们一一来看:
- 点语法:在 Objective-C 中,对于点语法的使用,最常见于属性的访问,比如对在方法内部用
self.xxx
,在类的实例中用classInstance.xxx
; - 小括号调用:Objective-C 中一般用中括号
[]
来实现方法的调用,而对于Block
的调用则还是保留使用小括号()
的方式,因此我们可以考虑用Block
来实现在链式语法中的()
; - 如何实现连续访问?:
Block
可理解为带有自动变量的匿名函数或函数指针,它也是有返回值的。我们可以把上述类实例每次方法的调用(实质为Block
的调用)的返回值都设为当前类实例本身,即classInstance.method1()
返回了当前classInstance
,此时可在其后面继续进行.method2()
的调用,以此类推。
总结一句话就是:
“我们可以定义类的一些只读的 Block 类型的属性,并把这些 Block 的返回值类型设为当前类本身,然后实现这些 Block 属性的 getter 方法。”
听起来很抽象,不是很好理解,我们用一个 Demo 来说明。下面是一个链式计算器的例子,可以连续地调用计算器的加、减、乘、除方法进行计算。
Calculator.h
Objective-C
@property (nonatomic, assign) NSInteger result; // 保存计算结果
// 下面分别定义加、减、乘、除 四个只读的 Block 类型的属性,
// 设为只读是为了限制只实现 getter 方法,防止我们定义好的 Block 内容被外部修改,
// 这里每个 Block 类型的属性携带一个 NSInteger 类型的参数,而其返回值类型为当前 Calculator 类型。
@property (readonly, nonatomic, copy) Calculator * (^add)(NSInteger num);
@property (readonly, nonatomic, copy) Calculator * (^minus)(NSInteger num);
@property (readonly, nonatomic, copy) Calculator * (^multiply)(NSInteger num);
@property (readonly, nonatomic, copy) Calculator * (^divide)(NSInteger num);
@end
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@interface Calculator : NSObject
@property (nonatomic, assign) NSInteger result; // 保存计算结果
// 下面分别定义加、减、乘、除 四个只读的 Block 类型的属性,
// 设为只读是为了限制只实现 getter 方法,防止我们定义好的 Block 内容被外部修改,
// 这里每个 Block 类型的属性携带一个 NSInteger 类型的参数,而其返回值类型为当前 Calculator 类型。
@property (readonly, nonatomic, copy) Calculator * (^add)(NSInteger num);
@property (readonly, nonatomic, copy) Calculator * (^minus)(NSInteger num);
@property (readonly, nonatomic, copy) Calculator * (^multiply)(NSInteger num);
@property (readonly, nonatomic, copy) Calculator * (^divide)(NSInteger num);
@end
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Calculator.m
Objective-C
@implementation Calculator
- (instancetype)init {
self = [super init];
if (!self) {
return nil;
}
self.result = 0;
return self;
}
// 此处为 add 属性的 getter 方法实现,
// 前面声明 add 属性的类型为 Block 类型,所以此处 getter 方法应返回一个 Block;
// 而对于返回的 Block,其返回值类型为 Calculator,所以在该 Block 里返回了 self。
- (Calculator * (^)(NSInteger num)) add {
return ^id(NSInteger num) {
self.result += num;
return self;
};
}
- (Calculator * (^)(NSInteger num)) minus {
return ^id(NSInteger num) {
self.result -= num;
return self;
};
}
- (Calculator * (^)(NSInteger num)) multiply {
return ^id(NSInteger num) {
self.result *= num;
return self;
};
}
- (Calculator * (^)(NSInteger num)) divide {
return ^id(NSInteger num) {
NSAssert(num != 0, @"除数不能为零!");
self.result /= num;
return self;
};
}
@end
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#import "Calculator.h"
@implementation Calculator
- (instancetype)init {
self = [super init];
if (!self) {
return nil;
}
self.result = 0;
return self;
}
// 此处为 add 属性的 getter 方法实现,
// 前面声明 add 属性的类型为 Block 类型,所以此处 getter 方法应返回一个 Block;
// 而对于返回的 Block,其返回值类型为 Calculator,所以在该 Block 里返回了 self。
- (Calculator * (^)(NSInteger num)) add {
return ^id(NSInteger num) {
self.result += num;
return self;
};
}
- (Calculator * (^)(NSInteger num)) minus {
return ^id(NSInteger num) {
self.result -= num;
return self;
};
}
- (Calculator * (^)(NSInteger num)) multiply {
return ^id(NSInteger num) {
self.result *= num;
return self;
};
}
- (Calculator * (^)(NSInteger num)) divide {
return ^id(NSInteger num) {
NSAssert(num != 0, @"除数不能为零!");
self.result /= num;
return self;
};
}
@end
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测试代码:
Objective-C
calc.add(8).minus(4).multiply(6).divide(3); // 链式调用
NSLog(@"%d", (int)calc.result); // 输出 8
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Calculator *calc = [[Calculator alloc] init]; // 初始化一个计算器类实例
calc.add(8).minus(4).multiply(6).divide(3); // 链式调用
NSLog(@"%d", (int)calc.result); // 输出 8
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分析:
Objective-C
^id(NSInteger num) {
self.result += num;
return self;
};
在这个 Block 中,前面已声明其返回值类型为:Calculator,所以在其里面返回了 self,
这样当调用该 Block 时,会返回 self(即类实例本身),流程如下:
(1) calc.add -> 获得一个 Block;
(2) calc.add(8) -> Block 的执行,并返回了 self(即实例 calc)
(3) 于是在 calc.add(8) 后面可继续访问 calc 的其他属性,实现一路点下去...
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上面通过 calc.add 访问 calc 的 add 属性会调用 [calc add] 方法,此方法会返回一个 Block 如下:
^id(NSInteger num) {
self.result += num;
return self;
};
在这个 Block 中,前面已声明其返回值类型为:Calculator,所以在其里面返回了 self,
这样当调用该 Block 时,会返回 self(即类实例本身),流程如下:
(1) calc.add -> 获得一个 Block;
(2) calc.add(8) -> Block 的执行,并返回了 self(即实例 calc)
(3) 于是在 calc.add(8) 后面可继续访问 calc 的其他属性,实现一路点下去...
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更简洁的实现
上面通过先声明类的一系列 Block 属性,再去实现 Block 属性的 getter 方法来实现链式调用,感觉还是有点啰嗦,有没有更简洁的实现方式呢?我们来看看 Objective-C 中点语法的本质。

点语法的本质1: 在 Objective-C 中,点语法实际上只是一种替换手段,对于属性的 getter 方法,
class.xxx
的写法最终会被编译器替换成[class xxx]
;对于 setter 方法,即把class.xxx
写在等号左边,class.xxx = value
会被转换成[class setXxx:value]
,本质上都是方法调用。点语法的本质2: 也就是说,即使在 class 中并没有显式声明
xxx
属性,在编译时,代码中如果有class.xxx
的写法也会被替换成[class xxx]
,所以只要在 class 中有声明一个名为xxx
的方法,即可在代码中其它地方放心地写class.xxx
(这里暂时先不考虑把class.xxx
写在等号左边被转换成调用 setter 方法的情况)。
所以,最终的解决方案是:
“在定义类的头文件的 @interface 中,直接声明某一方法名为: xxx,该方法的返回值类型为一个 Block,而此 Block 的返回值设为该类本身。”
因此,上述 Calculator.h
可修改为如下形式,编译同样顺利通过并正确运行,没有报错。
Objective-C
@property (nonatomic, assign) NSInteger result; // 保存计算结果
// 上面的属性声明其实是可以省略的,只要声明下面方法即可;
// 在 Objective-C 中,点语法只是一种替换手段,class.xxx 的写法(写在等号左边除外)最终会被编译器替换成 [class xxx],本质上是方法调用;
// add、minus、multiply、divide 四个方法都会返回一个 Block,
// 这个 Block 有一个 NSInteger 类型的参数,并且其返回值类型为当前 Calculator 类型;
// 下面四个方法的实现与上面 Calculator.m 中的一致。
- (Calculator * (^)(NSInteger num)) add;
- (Calculator * (^)(NSInteger num)) minus;
- (Calculator * (^)(NSInteger num)) multiply;
- (Calculator * (^)(NSInteger num)) divide;
@end
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@interface Calculator : NSObject
@property (nonatomic, assign) NSInteger result; // 保存计算结果
// 上面的属性声明其实是可以省略的,只要声明下面方法即可;
// 在 Objective-C 中,点语法只是一种替换手段,class.xxx 的写法(写在等号左边除外)最终会被编译器替换成 [class xxx],本质上是方法调用;
// add、minus、multiply、divide 四个方法都会返回一个 Block,
// 这个 Block 有一个 NSInteger 类型的参数,并且其返回值类型为当前 Calculator 类型;
// 下面四个方法的实现与上面 Calculator.m 中的一致。
- (Calculator * (^)(NSInteger num)) add;
- (Calculator * (^)(NSInteger num)) minus;
- (Calculator * (^)(NSInteger num)) multiply;
- (Calculator * (^)(NSInteger num)) divide;
@end
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通过阅读 Masonry
源码,我们可以发现它也是这么做的,只声明了方法,并没有声明相应的属性。另外,对于 Masonry
链式语法中的 .and
、.with
等写法只是为了让代码读起来更通顺,实现方式为:声明定义一个名为 “and” 或 “with” 的方法,在方法里直接返回 self
,如下:
Objective-C
return self;
}
- (MASConstraint *)and {
return self;
}
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- (MASConstraint *)with {
return self;
}
- (MASConstraint *)and {
return self;
}
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以上,关于 Objective-C 链式语法的实现介绍完了。
存在小问题
虽然链式语法使用起来很优雅,看起来很简洁,但在 Xcode 里写代码时,有一个小小的不便捷:当用点语法去访问类某一个 Block 属性时,该 Block 后面的参数 Xcode 并不会提示自动补全,举个例子:
Objective-C
// 下面 .get(...) 里面的参数,Xcode 并不会提示自动补全,需要手动去填写,.success(...) .failure(...) 等也一样,
// 这里不能像传统中括号 [] 方法调用那样,输入方法名就可以自动提示该方法所有的参数并按回车自动补全。
http.get(@"https://kangzubin.cn", nil).success(^(NSURLSessionDataTask *task, id responseObject) {
// Success TODO
}).failure(^(NSURLSessionDataTask *task, NSError *error) {
// Failure TODO
}).resume();
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XXXHTTPManager *http = [XXXHTTPManager manager];
// 下面 .get(...) 里面的参数,Xcode 并不会提示自动补全,需要手动去填写,.success(...) .failure(...) 等也一样,
// 这里不能像传统中括号 [] 方法调用那样,输入方法名就可以自动提示该方法所有的参数并按回车自动补全。
http.get(@"https://kangzubin.cn", nil).success(^(NSURLSessionDataTask *task, id responseObject) {
// Success TODO
}).failure(^(NSURLSessionDataTask *task, NSError *error) {
// Failure TODO
}).resume();
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解决方案:Xcode 中有个强大但未被充分利用的功能:Code Snippets(代码块),我们可以把一些常用的代码片段提取出来进行复用,具体详见这里。
为什么要使用链式语法?
在 iOS 6 AutoLayout 刚推出时,许多的开发者都觉得它必将快速取代原来 iOS 开发中使用的 Frame
布局,进而都转到使用 Constraint
进行页面布局。
然而等到真正使用的时候才发现原来 AutoLayout 的使用方法是如此的繁琐!!!
如下,对于仅仅只向 superview 添加一个子 view1 并设置相应的边距,用原生的方法进行约束,就需要写下面如此长的代码!
Objective-C
//view1 constraints
[NSLayoutConstraint constraintWithItem:view1
attribute:NSLayoutAttributeTop
relatedBy:NSLayoutRelationEqual
toItem:superview
attribute:NSLayoutAttributeTop
multiplier:1.0
constant:padding.top],
[NSLayoutConstraint constraintWithItem:view1
attribute:NSLayoutAttributeLeft
relatedBy:NSLayoutRelationEqual
toItem:superview
attribute:NSLayoutAttributeLeft
multiplier:1.0
constant:padding.left],
[NSLayoutConstraint constraintWithItem:view1
attribute:NSLayoutAttributeBottom
relatedBy:NSLayoutRelationEqual
toItem:superview
attribute:NSLayoutAttributeBottom
multiplier:1.0
constant:-padding.bottom],
[NSLayoutConstraint constraintWithItem:view1
attribute:NSLayoutAttributeRight
relatedBy:NSLayoutRelationEqual
toItem:superview
attribute:NSLayoutAttributeRight
multiplier:1
constant:-padding.right],
]];
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[superview addConstraints:@[
//view1 constraints
[NSLayoutConstraint constraintWithItem:view1
attribute:NSLayoutAttributeTop
relatedBy:NSLayoutRelationEqual
toItem:superview
attribute:NSLayoutAttributeTop
multiplier:1.0
constant:padding.top],
[NSLayoutConstraint constraintWithItem:view1
attribute:NSLayoutAttributeLeft
relatedBy:NSLayoutRelationEqual
toItem:superview
attribute:NSLayoutAttributeLeft
multiplier:1.0
constant:padding.left],
[NSLayoutConstraint constraintWithItem:view1
attribute:NSLayoutAttributeBottom
relatedBy:NSLayoutRelationEqual
toItem:superview
attribute:NSLayoutAttributeBottom
multiplier:1.0
constant:-padding.bottom],
[NSLayoutConstraint constraintWithItem:view1
attribute:NSLayoutAttributeRight
relatedBy:NSLayoutRelationEqual
toItem:superview
attribute:NSLayoutAttributeRight
multiplier:1
constant:-padding.right],
]];
|
使用这种方式来构建布局简直就是一种折磨,这也是为什么在 AutoLayout 刚刚出现的时候,并没有什么人去使用它。
真正使 AutoLayout 被开发者所使用接受的是大名鼎鼎的 Masonry,其中最关键的一点就是使用了 链式语法
,一行简单易读,符合直觉的代码就能够创建一个约束实现上面功能,如下:
Objective-C
make.edges.equalTo(superview).with.insets(padding);
}];
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[view1 mas_makeConstraints:^(MASConstraintMaker *make) {
make.edges.equalTo(superview).with.insets(padding);
}];
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关于效率,链式语法肯定会比传统 Objective-C 方法调用低那么一丁点儿。但对于一次链式方法调用,不过只是包括一次属性访问,一次一临时 Block 的创建,一次 Block 的执行,而这些带来的性能影响,几乎可以忽略的。
有人会说,链式语法是对属性(点语法)的误用,本质上没有任何改变,反而使方法的调用层次更加深,不过在我看来,与它带来的
便捷、优雅、简单易读而又不降低性能相比,即使是误用又算什么 ?!
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