Objective-C 基础教程第三章,面向对象编程基础知

Objective-C 基础教程第三章,面向对象编程基础知

0x00 前言

书中的这章节主要是对零基础的人介绍面向对象编程的基础知识，一般学过高级编程语言的基本都会涉及到面向对象编程的知识,所以可以略过。

术语：OOP的解释

面向对象编程(Object-Oriented Programming)的首字母缩写为：OOP，这是一种编程技术，最初是为了编写模拟程序而开发的。OOP很快就俘虏了其他种类软件（比如涉及图形用户界面的软件）开发者的心。很快OOP就成为了业内一个非常重要的流行词。它被誉为具有魔力的颜色子弹，可以使编程工作变得简单而愉悦。

在讨论OOP之前，先来看看OOP的一个关键概念：间接(indirection)

0x01 间接(indirection)

间接是一种概念，为什么要用间接从书本上的几个例子中，我大概体会到应该就是为了可变性，比如说我在代码里面有个循环语句，然后有个printf每次输出1-xxx的值，那么我要改循环次数的时候就需要每次将printf里面的xxx改成循环的次数，如果用变量来代替的话我只需要改一次循环次数即可。

还有就是用文件间接的方式，比如我要输出一堆数据，都需要提前定义一个列表或者数组，那么需求有变动的时候我就要每次改这些变量里面的值，但是如果我程序从文件里面读取这些数据，我只需要修改下文件里面的内容即可，所以可变动性就特别好。

0x02 面向对象编程中使用间接

在书中看完间接的知识后，对间接的概念大致有了个了解。在面向对象编程中(OOP)，间接可以说是他的核心。

OOP使用间接来获取数据，就像我们在之前的例子中使用变量、文件和参数所做的那样。OOP真正的革命性在于它使用间接来调用代码！不是直接调用某个函数，而是用间接调用！

只要理解了这一点，你就算掌握了OOP的内涵了。其他一切都是通过间接产生的引申效果。

面向过程编程

首先来看两个例子，分别是面向过程编程和面向对象编程的代码，书中说到：过程式编程建立在函数之上，数据为函数服务。

//*********************************************************************

//利用纯C语言和过程式编程方式绘制几何体的形状。

//

//《Object-C 基础教程》 03.08 Shapes-Procedural

//**********************************************************************

#import <Foundation/Foundation.h>

//----------------------------------------变量声明----------------------------------

//几何体形状类型

typedef enum{

    kCircle,   //圆圈

    kRectangle,//矩形

    kEgg,      //鸡蛋

}ShapeType;

//几何体颜色类型

typedef enum{

    kRedColor,  //红色

    kGreenColor,//绿色

    kBlueColor, //蓝色

}ShapeColor;

//几何体轮廓结构体

typedef struct{

    int x,y,width,height;

}ShapeRect;

//几何体结构体

typedef struct{

    ShapeType type;

    ShapeColor fillColor;

    ShapeRect bounds;

}Shape;

void drawShapes(Shape shapes[],int num)

//-------------------------------------------------------------------------------

//入口点代码

int main(int argc, const char * argv[]) {

    @autoreleasepool {

        Shape shapes[3];

        //圆形数据赋值

        ShapeRect rect0 = {0,0,10,30};  //x，y坐标与宽和高数据

        shapes[0].type      = kCircle;  //几何体类型

        shapes[0].fillColor = kRedColor;//几何体颜色

        shapes[0].bounds    = rect0;

        //矩形数据赋值

        ShapeRect rect1 = {30,40,50,60};

        shapes[1].type      = kRectangle;

        shapes[1].fillColor = kGreenColor;

        shapes[1].bounds    = rect1;

        //鸡蛋数据赋值

        ShapeRect rect2 = {15,18,37,29};

        shapes[2].type      = kEgg;

        shapes[2].fillColor = kBlueColor;

        shapes[2].bounds    = rect2;

        //绘制几何体

        drawShapes(shapes,3);

    }

    return 0;

}

//面向过程方式drawShapes

void drawShapes(Shapes shapes[],int count)

{

  for(int i=0;i<count;i++)

  {

    switch(shapes[i].type){

      case kCircle:

        drawCircle(shapes[i].bounds,shapes[i].fillColor);

        break;

      case kRectangle:

        drawRectangle(shapes[i].bounds,shapes[i].fillColor);

        break;

      case kEgg:

        drawEgg(shapes[i].bounds,shapes[i].fillColor);

        break;

      case kTriangle:

        drawkTriangle(shapes[i].bounds,shapes[i].fillColor);

        break;

    }

  }

}

从书中的例子可以看出，面向过程编程中，如果我们要让程序扩展一下，比如不仅能绘制各种形状，还必须计算这些形状的面积，并判断鼠标光标是否位于这些形状中。在这种情况下，就必须修改每个对形状执行操作的函数，修改过去正常工作的代码很可能引入新的错误，所以在这点上面向过程编程极其不方便，就需要用到OOP(面向对象编程)概念了。

面向对象编程

面向对象编程则以程序的数据为中心，函数为数据服务。在OOP中，不再重点关注程序中的函数，而是专注于数据。

在OOP中，数据通过间接方式引用代码，什么意思呢？

就是代码可以对数据进行操作，不是向面向过程那样，通知drawRectangle函数绘制一个根据这种形状的图形，而是要求形状绘制自身。(借助间接的强大功能，这些数据能够知道如何查找相应的函数来进行绘制)。

对象是什么？

就是和C语言中的struct一样，神奇的是它能够通过函数指针查找与之相关的代码。

如下图：展示了4种Shape对象：两个正方形、一个圆形和一个椭圆形。(每个对象都能查找相应的函数并实现其绘图功能)

每个对象都有自己的draw函数，知道如何绘制自身的形状。

(我们直接将之前的面向过程代码，改成面向对象的代码，只需要改动一个函数就行。)

void drawShapes(id shapes[],int count)

{

  for(int i=0;i<count;i++)

  {

    id shape = shapes[i];

    [shape draw];

  }

}

改完了，代码是不是变的超级简洁啊！

解释下这段代码的意思，其中id属于OC中的泛型，他有点类似Java中的Object，就是用id可以引用任何类型的对象。

对象是一种包含代码的struct结构体，所以id实际上是一个指向结构体的指针。

[shape draw]，这一句代码的意思是通知shape对象发送draw消息或者向shape发送draw消息，至于形状如何实际绘制自身的图形，取决于shape的实现。

思考？

向对象发送消息后，如何调用所需要的代码呢？就是如何才能触发比如draw这个函数呢？

解答：

这就需要叫做类的幕后帮手来协助完成这个任务，请看如下图：

可以从图中看出，其实他就是利用了指针来进行间接，方面我们扩展类的代码，当我们需要给圆形添加一些新功能，一些新属性时候就可以直接在类的代码里面进行编写，我们也不需要修改之前对象调用的代码，这样确实也不容易导致错误。

0x03 OC面向对象术语

类(class) 其实就是一个结构体，用来描述对象的类型。
对象(object) 包含值和(this指针)指向其类的隐藏指针的结构体。
实例(instance)是“对象”的另外一种称呼。
消息(message)是对象可以执行的操作，用于通知对象去做什么。
方法(method)为了响应消息而运行的代码。(个人理解应该是private的类函数)
方法调度(method dispatcher)是Object-C的一种机制，用于推测执行什么方法以响应某个特定的消息。
接口(interface)是类为对象提供的特性描述。例如，Circle类的接口声明了Circle类可以接受draw消息。
实现(implementation)是使接口能正常工作的代码。

0x04 OC语言中的OOP

根据书本中的相关内容学习了OOP的一些基础概念后，终于可以来体验OC中的OOP了。

@interface

创建某个特定类的对象之前，Object-C编译器需要一些有关该类的信息，尤其是对象的数据成员(也就是编译器需要根据结构体的大小，结构体的成员，函数等等)进行一些列的初始化工作，好方便转换成汇编代码？应该是这样理解。所以（我们可以使用@interface指令把这些信息传递给编译器）。ps:说明这编译器不太智能？为啥Windows下C++都不用搞这么麻烦! 可能是因为C++用了Class关键字来传递的。

//**********************************************************

/*                      Circle类接口                        *

/***********************************************************/

@interface Circle : NSObject

{

    ShapeColor fillColor;

    ShapeRect bounds;

}

- (void) setFillColor: (ShapeColor) fillColor;

- (void) setBounds: (ShapeRect) bounds;

- (void) draw;

@end

根据书本中的例子，我们对上面代码进行详细的分析，上面代码的语法都比较陌生，从@interface开始，在第二章中说过只要出现@符号，就可以把它看成是对C语言的扩展，然后上面也说过了@interface是用来把类信息传递给编译器的。

接着最尾部是@end关键字，应该就是告诉编译器@end以上的都是这个类的信息。

接着@interface后面跟着的是类名，代表告诉编译器这是Circle类的接口，然后:NSObject代表的是继承自NSObject类。

然后{...}里面的部分是告诉编译器Circle对象所需要的数据成员，其中这里面的成员被称为Circle类的实例变量。

最后几行代码有点类似C语言中的函数原型，不过略微有点区别，主要就是多了-、()、:这些奇怪的符号。

这是OC中的方法声明语法，其解释如下。

-(void) 其中这个减号代表的是OC方法的声明,主要用来区分C语言原型函数，还有减号代表的是对象的方法加号代表的是类的方法。
setFillColor、setBounds、draw这些代表的是方法名，不过前面两个和最后一个有区别就是多了:。
:，这个在OC中叫中缀符语法，方法的名称以及其参数都是合在一起的，所以最后一个没有参数的函数就没有这东西。
带中缀符号的方法调用时候可以这样调用，[circle setFillColor: kRedColor];,带有两个中缀符的时候就[testThing setStringValue:@"hello there" color:kBlueColor];。
参数的类型是在()中指定的。

@implementation

说过了带@就是C语言的扩展，@interface用于定义类的接口，通常接口被称为API，Application Programming Interface。而真正能使对象运行的代码都在@implementation中实现。

//**********************************************************

/*                   Circle类接口实现                        *

/***********************************************************/

@implementation Circle

- (void) setFillColor:(ShapeColor) c

{

  fillColor = c;

}

- (void) setBounds:(ShapeRect) b

{

  bounds = b;

}

@end

这是OC中的类声明语法，解释如下：

@implementatation英语翻译为实现，如其名就是告诉编译器接下来这些代码是用于实Circle类的。
- (void) setFillColor:(ShapeColor) c这代码与@interface处基本差不多，只是他结尾没有;，代表不是声明语句，而且参数名是可以改变的。
fillColor = c，类似C++中的this->fillColor = c，在OC中默认的隐藏this指针为self,也就是self->fillColor = c。

instantiation(实例化对象)

我们学会了如何声明类接口，并且实现类代码后，最后当然是要去调用该类的对象去实际操作，那么在OC中如何实例化对象呢？

在OC中很方便可以把类当成对象去发送消息，所以我们实例化一个对象的时候，其实只要发送一个new消息就行，比如Circle circle = [Circle new];，然后调用之前演示过了用[circle setFillColor: kRedColor]，tips:(由于对象的局部变量只在对象的实例中有效，因此我们称它们为实例变量，通常简写成ivar。)

0x05 第三章小节

本章是面向对象的概念和定义，我写的也比较多。首先是介绍了间接的这个概念，然后又从面向过程编程开始逐步过渡到面向对象编程，之后也用了大量的例子来进行实验，最后过渡到OC中的面向对象编程，其中学习到了很多关键字比如，@interface接口声明，@implementation类接口实现，:中缀符，[xx xx]通知对象发送xx消息，instantiation实例化对象可以通过发送new 消息给类来进行创建一个新的对象，接着第四章开始学习继承。