從C++到Objective-C的快速指南

2019-11-14 18:46:19

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供稿：網(wǎng)友

　　簡介

　　當(dāng)我開始為iOS寫代碼的時(shí)候，我意識到，作為一個(gè)C++開發(fā)者，我必須花費(fèi)更多的時(shí)間來弄清楚Objective-C中怪異的東西。這就是一個(gè)幫助C++專家的快速指南，能夠使他們快速的掌握Apple的iOS語言。

　　請注意這絕不是一個(gè)完整的指南，但是它讓你避免了閱讀100頁的手冊。除此之外，我知道你喜歡我的寫作風(fēng)格。

　　背景

　　需要C++的技能，我會比較C++和Objective-C的東西。此外，COM編程也是有用的，因?yàn)镺bjective-C有類似于IUnkown的東西，因此基礎(chǔ)的COM編程是有幫助的（但不是必須的）

　　Objective C++是C++和Objective C的組合。你也能使用任何C++的東西混合到Objective C中，但是記住重新命名你的文件從.m到.mm

　　鐺 - 鐺!

　　我們馬上就開始我們的教程. 首先我會介紹 Objective-C 的東西，然后是C++中與它對等的東西.

　　成員函數(shù)

// Objective-C
- (int) foo : (int) a : (char) b {}
+ (int) foo : (int) a : (char) b {}
 
// C++
int foo(int a,char b) {}  
static int foo(int a,char b) {}
 
// Objective-C
- (void) foo2  val1:(int) a; // named argument
// <span id="22_nwp" style="width: auto; height: auto; float: none;"><a id="22_nwl" href="http://cPRo.baidu.com/cpro/ui/uijs.php?adclass=0&app_id=0&c=news&cf=1001&ch=0&di=128&fv=18&is_app=0&jk=b2645dbfe197c88d&k=call&k0=call&kdi0=0&luki=1&n=10&p=baidu&q=06011078_cpr&rb=0&rs=1&seller_id=1&sid=8dc897e1bf5d64b2&ssp2=1&stid=0&t=tpclicked3_hc&tu=u1922429&u=http%3A%2F%2Fwww%2Eadmin10000%2Ecom%2Fdocument%2F4400%2Ehtml&urlid=0" target="_blank" mpid="22" style="text-decoration: none;"><span style="color:#0000ff;font-size:14px;width:auto;height:auto;float:none;">call</span></a></span>
[obj foo2 val1:5];  // merely helper: You remember that 5 is assigned to param name val1.

　　- 表示的是一個(gè)一般的成員函數(shù)（通過一個(gè)對象實(shí)體訪問), 而 + 則表示一個(gè)靜態(tài)成員函數(shù), 不需要使用實(shí)體就能訪問. 當(dāng)然，像C++，靜態(tài)成員不能訪問實(shí)體變量.

　　此外，Objective-C函數(shù)函數(shù)可以有賦予了名稱的參數(shù)，這樣讓什么參數(shù)獲得什么值會更一目了然. 理論上，被賦予了名稱的參數(shù)允許程序員按任何順序傳入?yún)?shù)，但是Objective-C卻規(guī)定要按聲明的順序傳參.

　　通過一個(gè)指針或者一個(gè)靜態(tài)成員調(diào)用一個(gè)成員

// Objective-C
NSObject* ptr = ...; // some pointer
[ptr foo:5:3]; // <span id="19_nwp" style="width: auto; height: auto; float: none;"><a id="19_nwl" href="
[NSObject staticfoo:5:3];  // call static function of NSOBject with arguments 4 and 3
 
// C++
CPPObject* ptr = ...; // some pointer
ptr->foo(5,3);
CPPObject::staticfoo(5,3);

　　Objective-C 使用 [ ] 來調(diào)用成員函數(shù)并傳入用：分割開的參數(shù), 其對于ObjectiveC中ptr為nil的情況非常友好，在這種情況下“調(diào)用”將會被忽略掉（而在C++中，這種情況會拋出一個(gè)指針沖突異常 ). 這使得消除對nil對象的檢查成為可能.

　　協(xié)議VS接口

// Objective-C
@protocol foo
- (void) somefunction;
@end
 
@interface c1 : NSObject<foo>
 
@end
 
@implementation c1
- (void) somefunction { ... }
@end
 
// C++
class foo
{
virtual void somefunction() = 0;
};
 
class c1 : public NSObject, public foo
{
void somefunction() { ... }
}

　　協(xié)議= 抽象類. Objective-C 和 C++ 之間的區(qū)別在于，在 Objective-C 中, 函數(shù)并不是必須要被實(shí)現(xiàn)的. 你可以讓一個(gè)可選的方法被動的被聲明，而這僅僅只是向編譯器發(fā)出暗示而已，并不是編譯必須的.

　　檢查一個(gè)方法是否被實(shí)現(xiàn)了

// Objective-C
NSObject* ptr = ...; // some pointer
[ptr somefunction:5:3]; // NSObject 不必一定為其編譯而實(shí)現(xiàn)somefunction. 如果沒有被實(shí)現(xiàn)的話，會引發(fā)異常.
 
// C++
CPPObject* ptr = ...; // some pointer
ptr->somefunction(5,3); // CPPObject 必須實(shí)現(xiàn) somefunction() 否則程序根本就不會被編譯.

　　Objective-C 成員函數(shù)就是(Smalltalk中的) "消息" 而在Objective-C中時(shí)，我們則說接收者 (即指針) 會向一個(gè)選擇器做出回應(yīng), 這意味著其實(shí)現(xiàn)了我們嘗試去調(diào)用的虛函數(shù). 當(dāng)有一個(gè)接口是， C++ 對象必須實(shí)現(xiàn)其所有的成員函數(shù). 而在 Objective-C 中這并不是必須的，因此我們可以向并不必須要實(shí)現(xiàn)它的某個(gè)地方發(fā)送一個(gè)”消息“ (如此就會引發(fā)一個(gè)異常).

// Objective-C
NSObject* ptr = ...; // some pointer
if ([ptr respondsToSelector:@selector(somefunction::)] 
    [ptr somefunction:5:3];

　　現(xiàn)在我們就可以確定接收者向選擇器做出回應(yīng), 我們因此就可以調(diào)用它了. 在 C++ 中不需要這樣的檢查, 因?yàn)閷?shí)現(xiàn)必須常常”向選擇器做出回應(yīng)“, 否則源代碼根本就不會被編譯. 請注意我們必須知道選擇器獲取了多少個(gè)參數(shù)(因此在該@selector中是2個(gè) ::s

　　向下轉(zhuǎn)型

// Objective-C
NSObject* ptr = ...; // some pointer
if ([ptr isKindOfClass:[foo class]] 
    [ptr somefunction:5:3];
 
// C++
CPPObject* ptr = ...; // some pointer
foo* f = dynamic_cast<foo*>(ptr);
if (f)
  f->somefunction(5,3);

　　現(xiàn)在只有使用NSObject的"isKindOfClass"助手——所有Object-C類的基礎(chǔ)，才能像在C++中那樣向下轉(zhuǎn)型.

　　符合協(xié)議?

// Objective-C
NSObject* ptr = ...; // some pointer
if ([ptr conformsToProtocol:@protocol(foo)] 
    [ptr somefunction:5:3];
 
// C++
CPPObject* ptr = ...; // 某個(gè)也繼承自foo的指針
foo* f = ptr; // 或者<span id="15_nwp" style="width: auto; height: auto; float: none;"><a id="15_nwl" href="
f->somefunction(5,3);

　　現(xiàn)在我們要檢查接收器是否 符合一個(gè)協(xié)議 (或者說，在C++就是實(shí)現(xiàn)一個(gè)接口), 以便我們可以發(fā)送這個(gè)協(xié)議包含的消息. 嘿嘿，它像極了java的類和接口，而在C++中，完全被實(shí)現(xiàn)的類和一個(gè)“接口”之間沒有技術(shù)上的差別.

　　void* 、 id 或者 SEL?

// Objective-C
id ptr = ...; // some pointer
if ([ptr conformsToProtocol:@protocol(foo)] 
    [ptr somefunction:5:3];
SEL s = @selector(foo:); // a pointer to a function foo that takes 1 parameter
 
// C++
void* ptr = ...; // some pointer
foo* f = dynamic_cast<foo*>(ptr); 
if (f)
  f->somefunction(5,3);

　　id 是通用的用于Objective-C類的類似于 void* 的東西. 你只能使用id而不是 void* 因?yàn)閕d可以通過ARC（稍后會詳細(xì)介紹到它）編程一個(gè)可被管理的指針，而因此編譯器需要在元指針類型和Objective-C指針之間做出區(qū)分. SEL 是一個(gè)用于選擇器（C++函數(shù)指針）的通用類型，而你一般可以通過使用關(guān)鍵字@selector帶上函數(shù)名字和:::::s的一個(gè)數(shù)字來創(chuàng)建一個(gè)選擇器, 這取決于可以傳入多少參數(shù). 選擇器實(shí)際上就是一個(gè)字符串，它會在運(yùn)行時(shí)綁定到一個(gè)方法識別器.

　　類定義，方法，數(shù)據(jù)，繼承

// Objective C
@class f2; // forward declaration
@interface f1 : NSOBject // Objective-C supports only public and single inheritance
{
 int test; // default = protected
@public
 int a;
 int b;
 f2* f;
}
- (void) foo;
@end
 
@implementation f1
- (void) foo
{
 a = 5; // ok
 self->a = 5; // ok
super.foo(); // parent <span id="11_nwp" style="width: auto; height: auto; float: none;"><a id="11_nwl" href="
}
@end
 
// C++
class f1 : public CPPObject
{
 int test; // default = private
public:
 class f2* f; // forward declaration
 int a;
 int b;
 void foo();
}
 
void f1 :: foo()
{
 a = 5; // ok
 this->a = 5; // ok
 CPPOBject::foo(); // parent call
}

　　Objective-C中的實(shí)現(xiàn)范圍在@implementation/@end 標(biāo)記 (在 C++ 中我們可以將實(shí)現(xiàn)放在任何帶有::范圍操作符的地方)之中. 它使用@class關(guān)鍵字用于事先聲明. Objective-C 默認(rèn)帶有私有（private）保護(hù), 但僅用于數(shù)據(jù)成員(方法必須是公共的). Objective-C 使用 self 而不是 this ，并且它還可以通過super關(guān)鍵字調(diào)用它的父類.

　　構(gòu)造器和析構(gòu)器

// Objective-C
NSObject* s = [NSObject alloc] init]; // can return nil if construction failed
[s retain]; // Increment the ref count
 
// C++
CPPObject* ptr = new CPPObject();   // can throw
ptr->AddRef();
 
// Objective-C
NSObject* s = [NSObject alloc] initwitharg:4];
[s release];
 
// C++
CPPOBject* ptr = new CPPOBject(4);
ptr->Release();

　　Objective-C中的內(nèi)存分配是通過靜態(tài)成員方法alloc來實(shí)現(xiàn)的，所有 (做為NSObject后裔)的對象都有這個(gè)方法. self 在Objective-C中是可以被賦值的，而如果構(gòu)建失敗的話它就會設(shè)置成nil(而在C++中則會被拋出一個(gè)異常). 內(nèi)存分配之后實(shí)際被構(gòu)造器調(diào)用的是一個(gè)公共的成員函數(shù)，在Objective-C中默認(rèn)的是init方法.

　　Objective-C 使用同COM益陽的引用計(jì)數(shù)方法, 而它也使用 retain 和 release (等同于IUnknown的 AddRef() 和 Release() 方法). 當(dāng)引用計(jì)數(shù)到了0，則對象會從內(nèi)存中被移除掉.

　　多線程

// Objective C
@interface f1 : NSOBject // Objective-C supports only public and single inheritance
{
}
- (void) foo;
- (void) threadfunc :(NSInteger*) param;
- (void) mt;
 
@end
 
@implementation f1
 
- (void) threadfunc : (NSInteger*) param
{
[self performSelectorOnMainThread: @selector(mt)];
}
 
- (void) mt
{
}
 
- (void) foo
{
[self performSelectorInBackground: @selector(thradfunc:) withObject:1 waitUntilDone:false];
<div></div>} 
@end

　　Objective-C　有一些針對NSObject的內(nèi)建功能，可以在另外一個(gè)線程中操作一個(gè)選擇器 (== 調(diào)用一個(gè)成員), 在主線程中，等待一次調(diào)用等等 . 在NSObject 參見更多信息.

　　內(nèi)存和ARC

// Objective-C
@interface f1 : NSObject
{
}
@property (weak) NSAnotherObject* f2; // 當(dāng)沒有其它強(qiáng)引用存在的時(shí)候，它將會被自動設(shè)置成.

@end
 
-(void)foo
{
NSObject*s = [NSObject alloc]&nbsp;init]; // 如果構(gòu)造失敗的話會返回nil
// use s
// end. Hooraah! Compiler will automati<span id="9_nwp" style="width: auto; height: auto; float: none;"><a id="9_nwl" href="
}

　　這里需要你忘記自己良好的 C++ 習(xí)慣. OK Objective-C 使用了一個(gè)垃圾收集機(jī)制，這種東西我們C++很討厭，因?yàn)樗苈屛覀兿氲絁ava. 但是 ARC (自動進(jìn)行引用計(jì)算) 是一種 編譯時(shí)間 特性，它會告訴編譯器 "這里是我的對象：請幫我算算啥時(shí)候它們才要被銷毀吧". 使用ARC你就不需要發(fā)送 retain/release 消息給你的對象了; 編譯器會自動幫你代勞的.

　　為了能幫助編譯器決定保留一個(gè)對象多長時(shí)間，你還要一個(gè)弱引用指向一個(gè)變量. 默認(rèn)的，所有的變量都是強(qiáng)引用（==只要強(qiáng)引用還存在，被引用的對象就會存在下去) . 你也可以獲取一個(gè)弱引用，它會隨著每個(gè)強(qiáng)引用消失而失去它的值. 這在類成員從XCode的Builder Interface（像RC 編輯器）處獲取它們的值時(shí)，會很有用，當(dāng)類被銷毀時(shí)，那些成員也會失去它們的值.

　　Strings

// Objective-C
NSString* s1 = @"hello";
NSString* s2 = [NSString stringWithUTF8String:"A C String"];
sprintf(buff,"%s hello to %@","there",s2);
const char* s3 = [s2 UTF8String];

　　NSString 是一個(gè)Objective-C字符串的不可變表示. 你可以使用其一個(gè)靜態(tài)方法，或者是一個(gè)帶有@前綴的字符串文本來創(chuàng)建NSString. 你也可以使用 %@ 來向printf家族函數(shù)來表示一個(gè)NSString,

　　數(shù)組

// Objective-C
NSArray* a1 = [NSArray alloc] initWithObjects: @"hello",@"there",nil];
NSString* first = [a1 objectAtIndex:0];

　　NSArray和NSMutableArray是在Objective-C中處理數(shù)組的兩個(gè)類（兩者的差異是，NSArray元素構(gòu)造時(shí)必須通過構(gòu)造函數(shù)，而NSMutableArray可以在之后更改）。典型構(gòu)造函數(shù)的生效，你必須通過nil去作為“結(jié)尾元素”。排序/搜索/插入函數(shù)對于NSArray和NSMutableArray來說是一樣的，在第一行中的例子它返回一個(gè)新的NSArray，而在NSMutableArray的例子里，它修改的是一個(gè)存在的對象。

　　分類

// C++
class MyString : public string
{
public:
  void printmystring() { printf("%s",c_str()); }
};
 
 
// Objective-C
@interface MyString (NSString)
- (void) printmystring;
@end
 
@implementation MyString (NSString)
- (void) printmystring
{
 printf("%@",self);
}
@end
 
// C++
MyString s1 = "hi";
s1.printmystring(); // ok
string s2 = "hello";
s2.printmystring(); // error, we must change s2 from string to MyString
 
// Objective-C
NSString* s2 = @"hello";
[s2 printmystring]; // valid. We extended NSString without changing types.

　　C++依賴 繼承機(jī)制來實(shí)現(xiàn)一個(gè)已知的類。這是很麻煩的，因?yàn)樗杏脩舻膶?shí)現(xiàn)類必須使用另外的類型名稱（在例子中，MyString用來代替string）。Object-C通過使用分類（Categories）允許擴(kuò)展一個(gè)已知的類內(nèi) 同型（same type ）。上面鏈接中所有源代碼在extension.h文件（具有代表性的是像NSString+MyString.h這樣的）中可以查看，上面例子中，我們立即就有可以調(diào)用新的成員函數(shù)，而不需要改變NSString類型為MyString。

　　塊和 Lambda

// Objective-C
// member function
-(void)addButtonWithTitle:(NSString*)title <span id="4_nwp" style="width: auto; height: auto; float: none;"><a id="4_nwl" href=" target="_blank" mpid="4" style="text-decoration: none;"><span style="color:#0000ff;font-size:14px;width:auto;height:auto;float:none;">block</span></a></span>:(void(^)(AlertView*, NSInteger))block;
 
// <span id="5_nwp" style="width: auto; height: auto; float: none;"><a id="5_nwl" href="
[object addButtonWithTitle:@"hello" block:[^(AlertView* a, NSInteger i){/*DO SOMETHING*/}];

　　塊是Objective-C 用來模擬lambda功能的一種方式. 查看Apple的文檔，從AlertView的示例 (使用塊的UIAlertView)可以獲得更多有關(guān)塊的技術(shù).

　　C++ 開發(fā)者使用 Objective-C 和 ARC 的重要提示

// C++
class A
{
public:
 
   NSObject* s;
   A();
};     
 
A :: A()
 {
 s = 0; // 可能會奔潰，這是常發(fā)生在發(fā)布模式下!
 }

　　你已經(jīng)知道給所有的顧客都打兩折對你而言有多痛苦了，因?yàn)槟鉨ug重重的軟件會在發(fā)布模式下奔潰，而在調(diào)試模式下總是妥妥的. 沒有用戶會理解程序員，是不是?

　　讓我們來看看這里發(fā)生了什么. s = 0 這一行將 0 賦值給了一個(gè)變量，而因此不管這個(gè)變量之前取值是什么，首先都會被釋放掉，所以編譯器在賦值之前執(zhí)行了一次 [s release] . 如果 s 之前已經(jīng)是 0 了，假設(shè)是在調(diào)試構(gòu)建的話，不會發(fā)生任何不好的事情; 如果 s 是一個(gè)nil的話，使用[s release] 是再好也不過的. 然而，在發(fā)布模式下， s可能是一個(gè)野指針，所以它可能在被“初始化”為0之前包含任何值（這很危險(xiǎn)是不是？）.

　　在C++中，這并不是一個(gè)問題，因?yàn)樗锩媸遣淮嬖贏RC的. 而在Objective-C中編譯器并沒有辦法了解這是一次"賦值" 還是一次 "初始化" (如果是后者，它就不會發(fā)送發(fā)布消息）.

　　下面是正確的方式:

// C++
class A
{
public:
 
   NSObject* s;
   A();
};     
 
A :: A() :s(0) // 現(xiàn)在編譯器就知道確定 it&apos;s 是一次初始化了, 一次就不存在 [s release]
 {
 }

　　現(xiàn)在編譯器就不會去嘗試調(diào)用一個(gè) [s release] 因?yàn)樗浪沁@個(gè)對象的第一次初始化. 請小心!

　　從Objective-C 對象到 C++ 類型的轉(zhuǎn)換

// Objective-C
NSObject* a = ...;
void* b = (__bridge void*)a; // 你必須在Objective-C和C類型支架使用 __bridge 
void* c = (__bridge_retained void*)a; // 現(xiàn)在是一個(gè)+1的保留計(jì)數(shù)，而你必須在稍后釋放這個(gè)對象
NSObject* d = (__bridge_transfer NSObject*)c; // 現(xiàn)在ARC取得了對象c的”擁有權(quán)“, 將其裝換成一個(gè)ARC管理的NSObject.

　　我可以分析這一切，而我的建議是簡單的. 不要將ARC類型和非ARC類型混在一起. 如果你必須轉(zhuǎn)換一些Objective-C對象的話，使用id而不是void*. 否則，你將會遇到嚴(yán)重的內(nèi)存故障.

　　Objective-C 有而 C++ 沒有的