Objective-C 格致余论 2 - Category

Objective-C 中的 Category 和 Swift 中的 Extension 还是挺类似的，但是仍有一些区别，所以具体了解一下，也是有必要的。

一般来说，在 C++ 或者 Java 中，如果我们想改变一个已有类型的行为，可以继承之后重写或者添加对应的方法。不过在 Objective-C 中，可以不用继承，就直接添加新的方法或替换已有的方法。

当然，前一篇文章中提到过 class_addMethod 方法，不过还是用 category 更加规范和方便。这里需要注意，正常情况下，我们只能添加新的方法，却不能增加新的变量。

什么时候用

一般来说，继承是最正规的做法，可以很方便地重用。但是也有一些情况，继承不大容易，这时候用 category 就比较合适了，比如：

Foundation 对象
用工厂模式创造的对象
单例对象
在 app 中已经使用很多次的自定对象（继承的话很容易因为漏改而出错）

下面我们分别介绍这几种情况

Foundation 对象

Foundation 中的类，比如 NSString, NSArray, NSDictionary 除了可以通过 Objective-C 的接口调用外，其实也可以用另一个 C 的接口调用。例如 NSString 会对应到 Core Foundation 中的 CFStringRef。

所以在实际生成的时候，其实具体的类别是难以确定的，也就是说，我们继承了一个 NSString 类创建了一个 MyString，新建实例的时候，其实并不能保证新建的就是一个 MyString，所以这种情况下，不是很适合用继承，而是 category 直接进行拓展比较合适。

工厂模式对象

工厂模式本身的机制就是，不用关心具体的子类，只要传入所需要的类型，会自动生成我们需要的类。

就拿 UIButton 来说，即使我们继承了，在具体生成的时候，也不能保证得到我们继承后的子类，从这个角度来看，和上一个情境是类似的。

或者说，我们想要改变一个父类的行为，让所有的子类都增加新的方法，当时实际上我们没办法改动这个父类的时候，就应该采用 category。

这种因为具体生成什么类不确定的情况，会导致很多奇奇怪怪的问题，一定要小心使用，或者直接用 Swift，真心的。

单例对象

这也是非常出名的设计模式了，比如 UIApplication, NSUserDefault, NSNotificationCenter 等都是这种设计。因为单例实现机制的问题，使其本身很难被继承，我们先来看看如何声明一个单例。

@interface MyClass : NSObject
+ (MyClass *)sharedInstance;
@end

// 实现部分
static MyClass *sharedInstance = nil;
@implementation MyClass
+ (MyClass *)sharedInstance
{
    return sharedInstance ? sharedInstance : (sharedInstance = [[MyClass alloc] init]);
}
@end

(注意，其实一般 Singleton 会使用 GCD 的 dispatch_once 实现，不过暂时为了理解简单，先用上面的写法)

假如我们继承 MyClass 之后却没有重写覆盖 sharedInstance 方法，首先可能还是会返回原来的对象，另外如果我们覆盖的话，那么可能就会漏过放在原来的实现中的一些操作（因为我们可能看不到源代码），产生与预期不符的结果。

Category 的写法

语法还是很简单的，只要记住括号里是 category 的名称即可，我们用给 NSString 添加一个 strokeCompare: 为例：

@interface NSString (CustomCompare)
- (NSComparisonResult)strokeCompare:(NSString *)anotherString;
@end

@implementation NSString (CustomCompare)
- (NSComparisonResult)strokeCompare:(NSString *)anotherString 
{
    NSLocale *strokeSortingLocale = [[[NSLocale alloc]
                    initWithLocaleIdentifier:@"zh@collation=stroke"]
                    autorelease];
    return [self compare:anotherString
                 options:0
                   range:NSMakeRange(0, [self length])
                  locale:strokeSortingLocale];
}

惯例的命名方式是 NSString+CustomCompare.h 和 NSString+CustomCompare.m

除了添加新方法，以下情况也很适合用 category

将一个很大的类切分成几个部分，代码组织更清晰，也更易于跨平台
替换原来的实现，实现方法的重写，但是这种方式比较危险，推荐不要使用

Extensions

另一个类似的设计是 extensions，可以认为 extensions 是一个没有名字的 category，在 extensions 中定义的方法，需要放在原本的类的实现中，是类名后面跟一对空括号，下面是一个例子：

@interface MyClass : NSObject
@end

@interface MyClass()
- (void)doSomething;
@end


@implementation MyClass
- (void)doSomething
{

}
@end

具体有什么用呢，比方说可以：

拆分 header
管理私有方法

Swift 中的做法就更加简单粗暴，直接用类名，加上不同的关键字即可，如：

class MyClass{
}

extension MyClass {

}

在 Swift 中，extension 也可以用来扩展 protocol 和 struct，不过这里暂时先不展开。

增加变量与属性

虽然前面提到不能增加变量或者属性，但是其实还是有办法的，既然我们是用 virtual table 来记录相关的方法，同样可以用另一个表格来记录相关的变量和方法嘛，这就是 Associated Objects。具体的使用方式如下：

（原图缺失）

另外，虽然 category 不能增加成员变量，但是 extension 可以，甚至也可以直接在 @implementation 中加入。