(一)category

1、什么是category

category是Objective-C2.0之后添加的语言特性，别人口中的分类，类别其实都是指category。category的主要作用是为已经存在的类添加方法。除此之外，apple还推荐了category的另外两个使用场景。
可以把类的实现分开在几个不同的文件里面。这样做有几个显而易见的好处。

可以减少单个文件的体积。
可以把不同的功能组织到不同的category里。
可以由多个开发者共同完成一个类。
可以按需加载想要的category。
声明私有方法

注意:
Cocoa没有任何真正意义的私有方法。只要知道对象支持某个方发的名称，即使该对象所在类的接口中没有该方法的声明，你也可以调用该方法。不过这么做编译器会报错，但是只要新建一个该类的类别，在类别.h文件中写上原始类该方法的声明，类别.m文件中什么都不写，就可以正常调用该私有方法了。这就是传说中的私有方法前向引用，也就是上文所说的“声明私有方法”。所以说cocoa中没有真正的私有方法。

apple的SDK中就有大面积的使用了category这一特性。比如UIKit中的UIView。apple把不同的功能api进行了分类，这些分类包括UIViewGeometry、UIViewHierarchy、UIViewRendering等。

UIViewGeometry 几何特征位置（frame、boud、center等）
UIViewHierarchy 层级
UIViewRendering 渲染

不过除了apple推荐的使用场景，广大开发者脑洞大开，还衍生出了category的其他几个使用场景：

模拟多继承（另外可以模拟多继承的还有protocol）。
把framework的私有方法公开。（这个和私有方法前向引用是一样的吧）

2、category特点

category只能给某个已有的类扩充方法，不能扩充成员变量。
category中也可以添加属性，只不过@property只会生成setter和getter的声明，不会生成setter和getter的实现以及成员变量。
如果category中的方法和类中原有的方法同名，运行时会优先调用category中的方法。也就是，category中的方法会覆盖掉原有的方法。所以开发中尽量保证不要让分类中的方法名和原有类中的方法名相同。避免出现这种情况的解决方案是给分类的方法名统一天剑前缀。比如 category_。
如果多个category中存在同名的方法，运行时调用哪个方法由编译器决定，最后一个参与编译的方法会被调用。

如下图，给UIView添加2个category（one和two），并且给这两个分类都添加了名为log的方法：
UIView+one
UIVIew+two

在viewController中引用这两个category的.h文件。调用log方法：
调用category方法

当编译顺序如下图所示时，调用UIView+one.m的log方法，如下图：

调用结果
将UIView + one.m移动到UIView + two.m上面，调用UIView + two.m的log方法，如下图：

3、调用优先级

分类(category) > 本类 > 父类。即，优先调用category中的方法，然后调用本类方法，最后调用父类方法。
注意：category是在运行时加载的，不是在编译时。

4、为什么category不能添加成员变量

Objective-C类是由Class类型来表示的，它实际上是一个指向objc_class结构体的指针。它的定义如下：
typedef struct objc_class *Class;
objc_class结构体的定义如下：

struct objc_class {
    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
#if !__OBJC2__
    Class super_class                       OBJC2_UNAVAILABLE;  // 父类
    const char *name                        OBJC2_UNAVAILABLE;  // 类名
    long version                            OBJC2_UNAVAILABLE;  // 类的版本信息，默认为0
    long info                               OBJC2_UNAVAILABLE;  // 类信息，供运行期使用的一些位标识
    long instance_size                      OBJC2_UNAVAILABLE;  // 该类的实例变量大小
    struct objc_ivar_list *ivars            OBJC2_UNAVAILABLE;  // 该类的成员变量链表
    struct objc_method_list **methodLists   OBJC2_UNAVAILABLE;  // 方法定义的链表
    struct objc_cache *cache                OBJC2_UNAVAILABLE;  // 方法缓存
    struct objc_protocol_list *protocols    OBJC2_UNAVAILABLE;  // 协议链表
#endif
} OBJC2_UNAVAILABLE;

在上面的objc_class结构体中，ivars是objc_ivar_list(成员变量列表)指针；methodLists是指向objc_method_list指针的指针。在Runtime中，objc_class结构体大小是固定的，不可能往这个结构体中添加数据，只能修改。所以ivars指向的是一个固定区域，只能修改成员变量值，不能增加成员变量个数。methodList是一个二维数组，所以可以修改*methodLists的值来增加成员方法，随没办法扩展methodLists指向的内存区域，却可以改变这个内存区域的值（存储的是指针）。因此，可以动态添加方法，不能添加成员变量。

5、category中能添加属性吗？

category补不能添加成员变量（instance variables），那到底能不能添加属性（property）呢？
这个我们要从category的结构体开始分析：

typedef struct category_t {
    const char *name;  //类的名字
    classref_t cls;  //类
    struct method_list_t *instanceMethods;  //category中所有给类添加的实例方法的列表
    struct method_list_t *classMethods;  //category中所有添加的类方法的列表
    struct protocol_list_t *protocols;  //category实现的所有协议的列表
    struct property_list_t *instanceProperties;  //category中添加的所有属性
} category_t;

从category的定义可以看出category的可为（可以添加实例方法，类方法，甚至可以实现协议，添加属性）和不可为（无法添加实例变量）。
但是为什么网上很多人都说category不能添加属性呢？

实际上，category实际上运允许添加属性，同样可以使用@property，但是不会生成_变量（带下划线的成员变量），也不会生成添加属性的getter和setter方法的实现，所以，尽管添加了属性，也无法使用点语法调用getter和setter方法（实际上，点语法是可以写的，只不过在运行时调用的时候会报方法找不到的错误，如下图）。但实际上可以使用runtime去实现category为已有的类添加新的属性并生成getter和setter方法。
给category添加property
调用category中property的setter（报方法找不到的错误）
调用category中property的getter（报方法找不到的错误）
需要注意的有两点：

category的方法没有“完全替换”原来类已经有的方法，也就是说如果category和原来类都有methodA，那么category附加完成之后，类的方法列表里会有两个methodA。
category的方法被放到新方法列表的前面，而原来类的方法被放到新方法列表的后面，这也就是我们平常所说的category得方法会“覆盖”掉原来类的同名方法，这是因为运行时在查找方法的时候是顺着方法列表顺序查找的，它只要一找到对应名字的方法，就会罢休，殊不知后面可能还有一样名字的方法。
#（二） Extension

1、什么是extension

extension被开发者称之为扩展，延展，匿名分类。extension看起来很像一个匿名的category，但是extension和category几乎完全是两个东西。和category不同的是extension不但可以声明方法，还可以声明属性，声明成员变量。extension一般用于声明私有方法，私有属性，私有成员变量。

2.extension的存在形式

category是拥有.h文件和.m文件的东西。但是extension不然。extension只存在于一个.h文件中，或者extension只能寄生于一个类的.m文件中。比如，viewController.m文件中通常寄生这么么一个东西，其实这是一个extension：

@interface ViewController ()
 
@end

当然我们也可以创建一个单独的extension文件，如下图：
在这里插入图片描述

注意：extension的常用形式并不是以一个单独的.h文件存在，而是寄生在类的.m文件中。
#（三）category和extension的区别
就category和extension的区别来看，我们可以推到出一个明显的事实，extension是可以添加实例变量的，而category是无法添加实例变量的（因为在运行时，对象的内存布局已经确定，如果添加实例变量就会破坏类的内部布局，这对编译型语言来说是灾难性的）。

extension在编译期间，它就是类的一部分，但是category则完全不一样，它是在运行期决议的。extension在编译期和头文件里的@interface以及实现文件里的@implement一起形成一个完整的类，extension伴随类的产生而产生，亦随之一起消亡。
extension一般用来类的私有信息，你必须要一个类的源码才能为一个类添加extension，所以你无法为系统的类例如NSString添加extension，除非创建子类再添加extension。而category不需要类的源码，我们可以给系统提供的类添加category。
extension可以添加实例变量，而category不可以。
extension和category都可以添加属性，但是category的属性不能生成成员变量和getter和setter方法的实现。
整理自：
http://www.cocoachina.com/ios/20170502/19163.html
https://blog.csdn.net/qq_14920635/article/details/67637384
https://www.cnblogs.com/stevenwuzheng/p/5457487.html

Category VS Extension