探寻 iOS Delegate：从基础到应用的优雅之旅

引言

在iOS开发领域，Objective - C语言凭借众多强大特性，助力开发者高效构建应用程序。其中，Category（类别，亦称分类）这一特性，极为实用且灵活。它能让开发者在不改动原有类代码的前提下，为既有类增添新方法，极大地提升了代码的可维护性与扩展性。接下来，本文将深度剖析iOS Category的方方面面，涵盖其简介、底层原理、作用、应用场景以及优缺点。

简介

Category 是 Objective - C 语言的一种机制，用于为现有的类添加新的方法，而无需创建子类或修改原始类的代码。其语法结构相对简单，主要由接口部分和实现部分组成

使用方式

接口部分

@interface ExistingClass (CategoryName)
- (void)newMethod;
@end

实现部分

@implementation ExistingClass (CategoryName)
- (void)newMethod {
    // 方法实现代码
}
@end

在上述代码中，ExistingClass 是已有的类名，CategoryName 是为这个类别取的名称，newMethod 是我们为该类添加的新方法

category_t 结构体

struct _category_t {
    const char *name;                            // 类名
    classref_t cls;
    struct method_list_t *instanceMethods;       // 对象方法列表
    struct method_list_t *classMethods;          // 类方法列表
    struct protocol_list_t *protocols;           // 协议列表
    struct property_list_t *instanceProperties;  // 属性列表
    struct property_list_t *_classProperties;    // 类属性
};

• 根据category_t 结构体可以看出，Category 可以为类添加对象方法、类方法、协议、属性
• category_t 结构体中不包含 _ivar_list_t 类型，也就是不包含成员变量结构体，说明Category 中不能添加成员变量
• 分类本身并不是一个真正的类，因为它并没有自己的 isa
• 分类结构体中存在属性列表，所以可以声明属性，但是分类只会生成该属性对应的get 和 set的声明，没有去实现该方法

Category 加载过程

Category 的加载是通过 Runtime 在运行时动态完成的，具体过程如下：

编译阶段

• 编译器会将 Category 中的方法、属性、协议等信息编译到 category_t 结构体中
• 每个 Category 会生成一个对应的 category_t 结构体实例

运行时加载

• 在程序启动时，Runtime 会调用 _objc_init 函数初始化 Objective-C 运行时环境
• 随后，Runtime 会调用 load_images 函数加载镜像文件（包含类、Category 等信息）
• 在加载过程中，Runtime 会遍历所有的 Category，并将其方法、属性、协议等信息合并到对应的类中

多个 Category 的加载顺序

• 如果有多个 Category 对同一个类进行扩展，它们的加载顺序取决于编译顺序
• 最后编译的 Category 会优先被加载，因此它的方法会插入到方法列表的前面，从而覆盖之前加载的 Category 的方法

方法合并

• 对于实例方法和类方法，Runtime 会将 Category 中的方法列表添加到类的方法列表中
• 如果 Category 中的方法与原类的方法同名，Category 的方法会覆盖原类的方法（实际上是将Category 的方法插入到方法列表的前面，因此调用时会优先找到 Category 的方法）
• 对于协议和属性，Runtime 会将其合并到类的协议列表和属性列表中

方法覆盖的本质：方法列表的插入顺序

• 当 Category 中的方法与原类的方法同名时，Runtime 会将 Category 的方法插入到方法列表的前面
• 在方法查找时，Runtime 会从方法列表的头部开始查找，因此会优先找到 Category 的方法，从而实现“覆盖”

应用场景

扩展现有类的功能

1. 系统类扩展： 对于系统提供的类，如 NSString、UIImage、UIViewController等，我们可以使用分类为它们添加新的方法

• 对于 NSString 类，添加一个计算字符串字数（不包含空格）的方法：

@interface NSString (WordCount)
- (NSUInteger)wordCount;
@end

@implementation NSString (WordCount)
- (NSUInteger)wordCount {
    NSString *trimmedString = [self stringByTrimmingCharactersInSet:[NSCharacterSet whitespaceCharacterSet]];
    NSArray *words = [trimmedString componentsSeparatedByCharactersInSet:[NSCharacterSet whitespaceCharacterSet]];
    NSUInteger count = 0;
    for (NSString *word in words) {
        if (word.length > 0) {
            count++;
        }
    }
    return count;
}
@end

• 对于 UIImage 类，我们可以添加一个生成指定颜色纯色图片的方法：

@interface UIImage (ColorImage)
+ (UIImage *)imageWithColor:(UIColor *)color size:(CGSize)size;
@end

@implementation UIImage (ColorImage)
+ (UIImage *)imageWithColor:(UIColor *)color size:(CGSize)size {
    CGRect rect = CGRectMake(0, 0, size.width, size.height);
    UIGraphicsBeginImageContext(rect.size);
    CGContextRef context = UIGraphicsGetCurrentContext();
    CGContextSetFillColorWithColor(context, [color CGColor]);
    CGContextFillRect(context, rect);
    UIImage *image = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
    UIGraphicsEndImageContext();
    return image;
}
@end

2. 自定义类扩展： 当项目中的自定义类需要新增功能时，使用分类可以避免在原类中添加大量代码，保持原类的简洁性。比如，有一个 Person 类，我们可以为其添加一个 Person + Social 分类，用于处理与社交相关的功能，如分享信息等。

代码组织与模块化

在大型项目中，一个类可能会有很多方法，这些方法可能涉及不同的功能模块。使用分类可以将这些方法按照功能进行分组，使代码结构更加清晰，便于维护和管理。

例如，对于一个 AppDelegate 子类，我们可以创建以下几个分类

AppDelegate+Root: 用于处理 App 根视图控制器的设置和管理。比如在应用启动时设置初始的根视图控制器，或者在某些特定条件下切换根视图控制器

AppDelegate+IMSDK: IMSDK 一般指即时通讯软件开发工具包，这个分类用于集成和管理即时通讯功能。包括初始化 IMSDK、处理用户登录登出、消息接收和发送等操作

AppDelegate+Network: 此分类主要处理网络相关的配置和管理，比如初始化网络请求库、设置网络监控等。例如使用 AFNetworking 进行网络请求的初始化

AppDelegate+OtherConfig: 这个分类用于存放一些其他杂项的配置，可能是一些不适合归类到前面几个分类中的设置，例如应用的推送配置、第三方统计 SDK 的初始化等。

减少继承的使用

• 继承是实现代码复用和扩展的一种方式，但过多的继承会导致类的层次结构变得复杂，增加代码的耦合度。在某些情况下，使用分类可以替代继承来实现功能扩展，减少类的继承层次。
• 例如，有多个不同类型的视图控制器都需要实现一个统一的分享功能。我们可以创建一个UIViewController+Sharing 分类，在其中实现分享方法，这样这些视图控制器就可以直接使用该分类中的分享功能，而无需通过继承一个包含分享功能的基类。

为第三方库的类添加功能

• 当使用第三方库时，我们可能需要为库中的类添加一些自定义的方法。由于无法直接修改第三方库的源代码，使用分类是一个很好的解决方案。
• 例如，在使用 AFNetworking 进行网络请求时，我们可以为 AFHTTPSessionManager 类添加一个自定义的请求方法，以满足特定的业务需求：

@interface AFHTTPSessionManager (CustomRequest)
- (void)customGETRequestWithURL:(NSString *)URL parameters:(NSDictionary *)parameters success:(void (^)(NSURLSessionDataTask *task, id responseObject))success failure:(void (^)(NSURLSessionDataTask *task, NSError *error))failure;
@end

@implementation AFHTTPSessionManager (CustomRequest)
- (void)customGETRequestWithURL:(NSString *)URL parameters:(NSDictionary *)parameters success:(void (^)(NSURLSessionDataTask *task, id responseObject))success failure:(void (^)(NSURLSessionDataTask *task, NSError *error))failure {
    // 可以在这里添加一些自定义的请求头、参数处理等逻辑
    [self GET:URL parameters:parameters progress:nil success:success failure:failure];
}
@end

协议方法的实现

• 当一个类需要实现某个协议的多个方法，且这些方法的功能关联性不强时，可以使用分类将不同的协议方法分组实现，提高代码的可读性。
• 例如，一个 ViewController 类需要实现 UITableViewDataSource 和 UITableViewDelegate 协议，我们可以分别创建 ViewController+TableViewDataSource 和 ViewController+TableViewDelegate 两个分类来实现协议方法：

@interface ViewController (TableViewDataSource) @end

@implementation ViewController (TableViewDataSource)
- (NSInteger)tableView:(UITableView *)tableView numberOfRowsInSection:(NSInteger)section {
    return 10;
}

- (UITableViewCell *)tableView:(UITableView *)tableView cellForRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath {
    UITableViewCell *cell = [tableView dequeueReusableCellWithIdentifier:@"Cell" forIndexPath:indexPath];
    cell.textLabel.text = [NSString stringWithFormat:@"Row %ld", (long)indexPath.row];
    return cell;
}
@end