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【iOS】 分类 拓展 关联对象

news 来源：原创 2025/7/14 8:08:52

【iOS】 分类 拓展 关联对象

文章目录

  • 【iOS】 分类 拓展 关联对象
    • 前言
    • 拓展
    • 分类
    • 分类与拓展的区别
      • 分类
      • 拓展
      • 关联对象
        • 哈希表(AssociationsHashMap)
      • 大致工作流程
        • set
        • get
        • remove
    • 关联对象的释放时机
    • 总结

前言

之前讲过有关于类对象的内容,这里学习一下有关于类的分类拓展和关联对象的内容:

拓展

这里我们看一下下面这段代码转义程我们的cpp文件:

@interface CJLPerson ()
@property (nonatomic, copy) NSString* name;
- (void)saygogogogo;
@end

image-20250503153819448

这里我们可以看到它被直接存储到了成员变量表中.

方法也是这样直接被添加到metholist中

image-20250503154720841

  • 类的扩展 在编译器 会作为类的一部分，和类一起编译进来
  • 类的扩展只是声明，依赖于当前的主类，没有.m文件，可以理解为一个·h文件

分类

我们看一下分类的编译后的结构体

image-20250503155037115

发现这个分类的结构体中有类指针,有实例方法表,类方法表,协议表,属性列表,但是没有类有的成员变量表:

这里就说明了

  • 我们不可以在类中定义成员变量.(因为没有成员变量表)

  • 可以声明一个属性，但是只会生成这些属性的getter和setter方法的声明，并不会自动实现这些方法。也就是说，如果你在分类中添加了一个属性，你还需要自己去实现这个属性的getter和setter方法。

  • 既然没有成员变量表,怎么实现我们的一个属性呢,通过关联对象来实现.

分类与拓展的区别

分类

  • 专门用来给类添加新的方法

  • 不能给类添加成员属性，添加了成员属性，也无法取到

  • 注意：其实可以通过runtime 给分类添加属性，即属性关联，重写setter、getter方法

  • 分类中用 @property 定义变量，只会生成变量的setter、getter方法的声明，不能生成方法实现 和 带下划线的成员变量

拓展

  • 可以说成是特殊的分类 ，也可称作 匿名分类
  • 可以给类添加成员属性，但是是私有变量
  • 可以给类添加方法，也是私有方法
  • 拓展只可以在本类中使用

关联对象

前面讲过可以通过runtime来给分类添加属性,现在我们就来了解一下有关于这里的关联对象的一个内容.

@interface CJLPerson (Test)
@property (nonatomic, copy) NSString* name;
@end- (void)setName:(NSString *)name {objc_setAssociatedObject(self, @"name", name, OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC);return;
}

我们先讲一下有关于这个方法的几个参数objc_setAssociatedObject

  • 参数一:要关联的对象，即给谁添加关联属性
  • 参数二:标识符，方便下次查找
  • 参数三:value
  • 参数四:属性的策略，即nonatomic、atomic、assign等

下面这个图展示处理所有对象关联对象的一个属性类型

image-20250503162413296

这里我们来详细了解一下有关于这部分的知识:

void
objc_setAssociatedObject(id object, const void *key, id value, objc_AssociationPolicy policy)
{_object_set_associative_reference(object, key, value, policy);//接口隔离原则
}void
_object_set_associative_reference(id object, const void *key, id value, uintptr_t policy)
{// This code used to work when nil was passed for object and key. Some code// probably relies on that to not crash. Check and handle it explicitly.// rdar://problem/44094390if (!object && !value) return; // 先处理值,如果为nil没有必要处理if (object->getIsa()->forbidsAssociatedObjects()) //检查对象所属的类是否禁止关联属性（例如 NSWindow 等系统类），若禁止则触发崩溃_objc_fatal("objc_setAssociatedObject called on instance (%p) of class %s which does not allow associated objects", object, object_getClassName(object));DisguisedPtr<objc_object> disguised{(objc_object *)object};//将对象指针 object 转换为 DisguisedPtr，通过位操作隐藏指针值，避免内存分析工具直接暴露关联关系ObjcAssociation association{policy, value};// retain the new value (if any) outside the lock.association.acquireValue();bool isFirstAssociation = false; // 设置是否为第一次关联{AssociationsManager manager; //获取全局关联管理器,这个并不是单利,可以创建多次AssociationsHashMap &associations(manager.get()); //获得对应的一个hashmap,associations 是全局唯一的 AssociationsHashMap，存储所有对象的关联数据if (value) {  //处理键值对,更新值的大小,或者是插入一个新的值auto refs_result = associations.try_emplace(disguised, ObjectAssociationMap{}); //返回的结果是一个类对if (refs_result.second) {//如果是第一次关联/* it's the first association we make */isFirstAssociation = true;}/* establish or replace the association */auto &refs = refs_result.first->second;  //得到一个空的桶子，找到引用对象类型,即第一个元素的second值auto result = refs.try_emplace(key, std::move(association)); //查找当前的key是否有association关联对象if (!result.second) { //如果结果不存在association.swap(result.first->second);}} else { //当value为nil的时候,将key从hash表中移出auto refs_it = associations.find(disguised);if (refs_it != associations.end()) {auto &refs = refs_it->second;auto it = refs.find(key);if (it != refs.end()) {association.swap(it->second);refs.erase(it);if (refs.size() == 0) {associations.erase(refs_it);}}}}}// Call setHasAssociatedObjects outside the lock, since this// will call the object's _noteAssociatedObjects method if it// has one, and this may trigger +initialize which might do// arbitrary stuff, including setting more associated objects.if (isFirstAssociation)object->setHasAssociatedObjects(); //若为首次关联，调用 setHasAssociatedObjects() 设置对象的 has_assoc 标志位（在对象释放时触发关联对象的清理）// release the old value (outside of the lock).association.releaseHeldValue(); //根据策略释放旧值的引用计数（例如 OBJC_ASSOCIATION_RETAIN 会调用 release）
}

步骤

  • 先处理值,如果为nil没有必要处理.检查对象所属的类是否禁止关联属性（例如 NSWindow 等系统类），若禁止则触发崩溃
  • 获取全局关联管理器,获得对应的一个hashmap,associations 是全局唯一的 AssociationsHashMap，存储所有对象的关联数据
  • 处理键值对,如果插入和更新各自处理,如果值为nil就直接移出hash表的数据
  • 若为首次关联，调用 setHasAssociatedObjects() 设置对象的 has_assoc 标志位（在对象释放时触发关联对象的清理）
  • 根据策略释放旧值的引用计数
哈希表(AssociationsHashMap)

从上面的流程我们可以看出关联对象的一个内存管理全部归我们的一个AssociationsHashMap管理,而不是由当前这个类来管理,也不是它的分类管理

我从上面的流程可以看出他的核心内容是一个AssociationHashMap我们现在主要了解一个这个hashMap的一个结构:

class AssociationsManager {using Storage = ExplicitInitDenseMap<DisguisedPtr<objc_object>, ObjectAssociationMap>;static Storage _mapStorage;public:AssociationsManager()   { AssociationsManagerLock.lock(); }~AssociationsManager()  { AssociationsManagerLock.unlock(); }AssociationsHashMap &get() {return _mapStorage.get();}static void init() {_mapStorage.init();}
};

这里我们可以看到,我们的AssociationHashMap是从这个由static修饰的静态全局变量中取出来的

class AssociationsHashMap : public unordered_map<disguised_ptr_t, ObjectAssociationMap *, DisguisedPointerHash, DisguisedPointerEqual, AssociationsHashMapAllocator> {public:void *operator new(size_t n) { return ::malloc(n); }void operator delete(void *ptr) { ::free(ptr); }};

从上面的结构体可以看出AssociationsHashMap内部维护了一个 ObjectAssociationMap哈希表:

这里的ObjectAssociationMap内部中关联了ObjcAssociation和key的一个关系

class ObjectAssociationMap : public std::map<void *, ObjcAssociation, ObjectPointerLess, ObjectAssociationMapAllocator> {public:void *operator new(size_t n) { return ::malloc(n); }void operator delete(void *ptr) { ::free(ptr); }};

image-20250503172800321

这时候笔者给出一张别人的思维导图来说明这几个表的一个关系:

哈希map结构

接下来笔者主要讲一下这里几个map的一个联系与不同:

  • 可以有无限多个Manger,但是我们的AssociationsHashMap只有一个,都是通过manger来获取的

  • 第一个map对应的是每一个类都作为一个key拥有这不同的一个ObjectAssiciationMap,每个类维护属于自己的那一个关联对象,就好比person类维护person类的,teacher维护teacher类的,.

  • 第二个ObjectAssiciationMap的key的类型为const void 再加上我们对于objc_setAssociatedObject(<id _Nonnull object>, <const void * _Nonnull key>, <id _Nullable value>, <objc_AssociationPolicy policy>)这个就相当于我们前面设置的那个字符串.value的类型是ObjcAssociation

  • 最后的value由两个成员变量,一个是内存管理的一个策略,一个是一个value.

这里就是这里我们发现,我们的key是很重要的,我们不可以把多个value关联到同一个key中,所以我们对于key有以下几个用法:

  • 采用getter方法关联:
    • objc_setAssociatedObject(obj, @selector(getter), value, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC)
  • 采用属性名
    • objc_setAssociatedObject(self, @“name”, name, OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC);
  • 使用指针名
    • static void *MyKey = &MyKey; objc_setAssociatedObject(obj, MyKey, value, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC)
    • static void *MyKey = &MyKey; 创建一个静态的 void* 指针变量 MyKey，并将其地址赋给自身。这种写法通过静态变量的内存地址唯一性保证键值的全局唯一性
  • 使用static字符作为key
    • static char MyKey; objc_setAssociatedObject(obj, &MyKey, value, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC)’

大致工作流程

set
  • 调用 objc_setAssociatedObject。
  • AssociationsManager 查找或创建与目标对象相关的 ObjectAssociationMap。
  • 在 ObjectAssociationMap 中查找或创建对应的 ObjcAssociation。
  • 将关联值和存储策略设置到 ObjcAssociation 中
get
  • 调用 objc_getAssociatedObject。
  • AssociationsManager 查找或创建与目标对象相关的 ObjectAssociationMap。
  • 在 ObjectAssociationMap 中查找或创建对应的 ObjcAssociation。
  • 返回从ObjcAssociation返回的value
remove
  • 调用 objc_removeAssociatedObjects 或 objc_setAssociatedObject 设置为 nil。
  • AssociationsManager 查找与目标对象相关的 ObjectAssociationMap。
  • 从 ObjectAssociationMap 中移除对应的 ObjcAssociation。
  • 如果 ObjectAssociationMap 为空，可能会移除整个映射以释放资源。

关联对象的释放时机

对象销毁的时候会调用一个dealloc函数,这个函数会执行下面几个方法:

  • 1、C++函数释放 ：objc_cxxDestruct
  • 2、移除关联属性：_object_remove_assocations
  • 3、将弱引用自动设置nil：weak_clear_no_lock(&table.weak_table, (id)this);
  • 4、引用计数处理：table.refcnts.erase(this）
  • 5、销毁对象：free(obj)。

所以这里会自动移除这里的关联对象的属性.

所以我们不需要手动释放这里的关联对象.

总结

这里我们就大致明白了我们关联对象的一个set过程,get过程其实也是类似在这个二层hash表中进行一个检索.这里笔者就不多讲述细节了.直接用一张图来总结一下:

关联对象的底层调用流程

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编程日记 2025/6/29 7:00:56

opencv的contours

1.哪里来的contours&#xff1a; 我们常常用到这一句&#xff1a; contours, hierarchy cv2.findContours(img, cv2.RETR_EXTERNAL, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE) 输出的contours的是一个tuple类型的&#xff1a; 1.它的len&#xff08;&#xff09;就是contour的个数 2.每一…...

编程日记 2025/6/29 7:16:40

使用 OpenCV 和 Dlib实现轮廓绘制

文章目录 引言1.准备工作2.代码解析2.1 导入必要的库2.2 定义绘制直线函数2.3 定义绘制凸包函数2.4 加载图像和模型2.5 关键点检测与绘制2.6 显示结果 3.68个关键点索引说明4.应用场景5.优化建议6. 结语 引言 人脸关键点检测是计算机视觉中的重要任务&#xff0c;广泛应用于人…...

编程日记 2025/7/2 15:48:36

学习黑客Linux 命令

在操作下面的闯关题之前&#xff0c;给下学习资料 一图速览&#xff1a;20 条命令及练习手册 #命令 & 常用参数关键作用典型练习1ls -alh列文件&#xff08;含隐藏 & 人类可读大小&#xff09;(数字海洋)在 $HOME 统计目录数2cd / pwd切换、显示路径cd /tmp &&a…...

编程日记 2025/6/29 8:20:32

探秘 RocketMQ 的 DLedgerServer：MemberState 的技术解析与深度剖析

在 RocketMQ 构建高可靠、强一致性消息系统的架构中&#xff0c;DLedgerServer 扮演着举足轻重的角色&#xff0c;而 MemberState 作为 DLedgerServer 内部用于描述节点状态的核心类&#xff0c;更是整个分布式日志模块稳定运行的关键。深入理解 MemberState 的设计理念、功能特…...

编程日记 2025/6/29 6:33:26

【计算机网络】HTTP中GET和POST的区别是什么？

从以下几个方面去说明&#xff1a; 1.定义 2.参数传递方式 3.安全性 4.幂等性 1.定义&#xff1a; GET&#xff1a; 获取资源&#xff0c;通常请求数据而不改变服务器的状态。POST&#xff1a; 提交数据到服务器&#xff0c;通常会改变服务器的状态或副作用(如创建或更新资源…...

编程日记 2025/6/29 6:51:09

C++负载均衡远程调用学习之Agent代理模块基础构建

目录 1.课程复习 2.Lars-lbAgentV0.1-udpserver启动 3.Lars-lbAgentV0.1-dns-reporter-client-thread启动 4.Lars-lbAgentV0.1-dns-client实现 5.Lars-lbAgentV0.1-dns-client编译错误修正 6.Lars-lbAgentV0.1-reporter_client实现 1.课程复习 ### 11.2 完成Lars Reactor…...

编程日记 2025/7/4 7:24:05

游戏开发的TypeScript(4)TypeScript 的一些内置函数

在 TypeScript 中&#xff0c;内置函数分为两类&#xff1a;JavaScript 原生函数&#xff08;TypeScript 继承&#xff09;和TypeScript 特有函数&#xff08;类型系统相关&#xff09;。以下是详细分类介绍&#xff1a; 一、JavaScript 原生函数 TypeScript 继承了所有 Java…...

编程日记 2025/7/10 17:31:03

软考 系统架构设计师系列知识点之杂项集萃（52）

接前一篇文章&#xff1a;软考 系统架构设计师系列知识点之杂项集萃&#xff08;51&#xff09; 第82题 以下关于系统性能的叙述中&#xff0c;不正确的是&#xff08;&#xff09;。 A. 常见的Web服务器性能评估方法有基准测试、压力测试和可靠性测试 B. 评价Web服务器的主…...

编程日记 2025/6/28 21:55:58

大连理工大学选修课——图形学：第五章 二维变换及二维观察

第五章 二维变换及二维观察 二维变换 基本几何变换 图形的几何变换是指对图形的几何信息经过平移、比例、旋转等变换后产生新的图形。 基本几何变换都是相对于坐标原点和坐标轴进行的几何变换。 平移变换 推导&#xff1a; x ′ x T x y ′ y T y xxT_x\\ yyT_y x′xT…...

编程日记 2025/7/8 20:25:28

观察者模式（Observer Pattern）详解

文章目录 1. 什么是观察者模式？2. 为什么需要观察者模式？3. 观察者模式的核心概念4. 观察者模式的结构5. 观察者模式的基本实现简单的气象站示例6. 观察者模式的进阶实现推模型 vs 拉模型6.1 推模型（Push Model）6.2 拉模型（Pull Model）7. 观察者模式的复杂实现7.1 在线商…...

编程日记 2025/6/28 21:55:51

复刻低成本机械臂 SO-ARM100 标定篇

视频讲解&#xff1a; 复刻低成本机械臂 SO-ARM100 标定篇 组装完机械臂后&#xff0c;要进行初始标定&#xff0c;参考github的markdown lerobot/examples/10_use_so100.md at main huggingface/lerobot 只有从臂&#xff0c;所以arms里面只填follower即可 python lerobot…...

编程日记 2025/6/28 21:55:48