Object C Language Character

ObjectC的语法和本质

Objective-C的本质

其实Objective-C的本质就是C\C++的代码实现

1. 我们平时编写的Objective-C代码，底层实现其实都是C\C++代码

   • 分为这四步

   firstStep	secondStep	thirdstep	fourStep
   Objective-C	C\C++	汇编语言	机器语言

2. 所以Objective-C的面向对象都是基于C\C++的数据结构实现的

3. 思考：Objective-C的对象、类主要是基于C\C++的什么数据结构实现的？

   • 结构体

4. 将Objective-C代码转换为C\C++代码

   • xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc OC源文件 -o 输出的CPP文件
   • 如果需要链接其他框架，使用-framework参数。比如-framework UIKit

Objective-C对象的本质

• 一个OC对象在内存中是如何布局的？

  • NSObject的底层实现

  @interface NSObject <NSObject> {
  #pragma clang diagnostic push
  #pragma clang diagnostic ignored "-Wobjc-interface-ivars"
      Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
  #pragma clang diagnostic pop
  }
  typedef struct objc_class *Class;
  

• 实时查看内存数据

  • Debug -> Debug Workfllow -> View Memory （Shift + Command + M）

• 创建一个实例对象，至少需要多少内存？

  • #import <objc/runtime.h>
  • class_getInstanceSize([NSObject class]);

• 创建一个实例对象，实际上分配了多少内存？

  • #import <malloc/malloc.h>
  • malloc_size((__bridge const void *)obj);

• 常用LLDB指令

  • print、p：打印
  • po：打印对象
  • 读取内存
    • memory read/数量格式字节数 内存地址
    • x/数量格式字节数 内存地址
    • x/3xw 0x10010
  • 修改内存中的值
    • memory write 内存地址 数值
    • memory write 0x0000010 10
  • 格式
    • x是16进制，f是浮点，d是10进制
  • 字节大小
    • b：byte 1字节，h：half word 2字节
    • w：word 4字节，g：giant word 8字节

Objective-C对象的分类

• instance对象（实例对象）
• class对象（类对象）
• meta-class对象（元类对象）

instance对象

• instance对象就是通过类alloc出来的对象，每次调用alloc都会产生新的instance对象

      NSObject *object1 = [[NSObject alloc] init];
      NSObject *object2 = [[NSObject alloc] init];

• object1、object2是NSObject的instance对象（实例对象）

• 它们是不同的两个对象，分别占据着两块不同的内存

• instance对象在内存中存储的信息包括

  • isa指针
  • 其他成员变量

class对象

NSObject *object1 = [[NSObject alloc] init];
    NSObject *object2 = [[NSObject alloc] init];
    Class object1Class = [object1 class];
    Class object2Class = [object2 class];
    Class object3Class = [NSObject class];
    Class object4Class = object_getClass(object1);
    Class object5Class = object_getClass(object2);

• object1Class ~ object5Class都是NSObject的class对象（类对象）
• 它们是同一个对象。每个类在内存中有且只有一个class对象
• class对象在内存中存储的信息主要包括
  • isa指针
  • superclass指针
  • 类的属性信息（@property）、类的对象方法信息（instance method）
  • 类的协议信息（protocol）、类的成员变量信息（ivar）

meta-class对象

    Class objectMetaClass = object_getClass([NSObject class]);

• objectMetaClass是NSObject的meta-class对象（元类对象）

• 每个类在内存中有且只有一个meta-class对象

• meta-class对象和class对象的内存结构是一样的，但是用途不一样，在内存中存储的信息主要包括

  • isa指针
  • superclass指针
  • 类的类方法信息（class method）
  • ......

• 查看Class是否为meta-class

      BOOL isResult = class_isMetaClass([NSObject class]);
  

isa指针-superclass指针

isa指针

instance	class	meta-clas
isa	isa	isa
其他成员变量	superClass	superClass
	属性，对象方法	类方法
	协议成员变量	……...

• instance的isa指向class
  • 当调用对象方法时，通过instance的isa找到class，最后找到对象方法的实现进行调用
• class的isa指向meta-class
  • 当调用类方法时，通过class的isa找到meta-class，最后找到类方法的实现进行调用

class对象的superclass指针

@interface Person : NSObject  //人

@end

@interface Student : Person //学生

@end

Student的class	Person的class	NSObject的class
isa	isa	isa
superclass	superclass	superclass
属性、对象方法	属性、对象方法	属性、对象方法
协议、成员变量	协议、成员变量	协议、成员变量

• 当Student的instance对象要调用Person的对象方法时，会先通过isa找到Student的class，然后通过superclass找到Person的class，最后找到对象方法的实现进行调用

meta-class对象的superclass指针

还沿用上面person和student类进行分析

Student的meta-class	Person的meta-class	NSObject的meta-class
isa	isa	isa
superclass	superclass	superclass
类方法	类方法	类方法
…..	…..	…...

• 当Student的class要调用Person的类方法时，会先通过isa找到Student的meta-class，然后通过superclass找到Person的meta-class，最后找到类方法的实现进行调用

isa、superclass总结

• instance的isa指向class
• class的isa指向meta-class
• meta-class的isa指向基类的meta-class
• class的superclass指向父类的class
  • 如果没有父类，superclass指针为nil
• meta-class的superclass指向父类的meta-class
  • 基类的meta-class的superclass指向基类的class
• instance调用对象方法的轨迹
  • isa找到class，方法不存在，就通过superclass找父类
• class调用类方法的轨迹
  • isa找meta-class，方法不存在，就通过superclass找父类