14、iOS底层分析 - KVC

其他 2020-03-20 13:06:02 阅读次数: 0

KVC

apple文档

KVC定义

KVC（Key-value coding）键值编码，就是指iOS的开发中，可以允许开发者通过Key名直接访问对象的属性，或者给对象的属性赋值。而不需要调用明确的存取方法。这样就可以在运行时动态地访问和修改对象的属性。而不是在编译时确定，这也是iOS开发中的黑魔法之一。很多高级的iOS开发技巧都是基于KVC实现的。

在实现了访问器方法的类中，使用点语法和KVC访问对象其实差别不大，二者可以任意混用。但是没有访问起方法的类中，点语法无法使用，这时KVC就有优势了。

KVC的定义都是对NSObject的扩展来实现的，Objective-C中有个显式的NSKeyValueCoding类别名，所以对于所有继承了NSObject的类型，都能使用KVC(一些纯Swift类和结构体是不支持KVC的，因为没有继承NSObject)，下面是KVC最为重要的四个方法：

- (nullable id)valueForKey:(NSString *)key;                          //直接通过Key来取值

- (void)setValue:(nullable id)value forKey:(NSString *)key;          //通过Key来设值

- (nullable id)valueForKeyPath:(NSString *)keyPath;                  //通过KeyPath来取值

- (void)setValue:(nullable id)value forKeyPath:(NSString *)keyPath;  //通过KeyPath来设值

NSKeyValueCoding类别中其他的一些方法：

+ (BOOL)accessInstanceVariablesDirectly;
//默认返回YES，表示如果没有找到Set<Key>方法的话，会按照_key，_iskey，key，iskey的顺序搜索成员，设置成NO就不这样搜索

- (BOOL)validateValue:(inout id __nullable * __nonnull)ioValue forKey:(NSString *)inKey error:(out NSError **)outError;
//KVC提供属性值正确性�验证的API，它可以用来检查set的值是否正确、为不正确的值做一个替换值或者拒绝设置新值并返回错误原因。

- (NSMutableArray *)mutableArrayValueForKey:(NSString *)key;
//这是集合操作的API，里面还有一系列这样的API，如果属性是一个NSMutableArray，那么可以用这个方法来返回。

- (nullable id)valueForUndefinedKey:(NSString *)key;
//如果Key不存在，且没有KVC无法搜索到任何和Key有关的字段或者属性，则会调用这个方法，默认是抛出异常。

- (void)setValue:(nullable id)value forUndefinedKey:(NSString *)key;
//和上一个方法一样，但这个方法是设值。

- (void)setNilValueForKey:(NSString *)key;
//如果你在SetValue方法时面给Value传nil，则会调用这个方法

- (NSDictionary<NSString *, id> *)dictionaryWithValuesForKeys:(NSArray<NSString *> *)keys;
//输入一组key,返回该组key对应的Value，再转成字典返回，用于将Model转到字典。

扩展：

常用的点语法赋值，在底层是怎么实现赋值的。

点语法的赋值在底层实际是setter

在编译器通过

typedef struct {
    float x, y, z;
} ThreeFloats;

@interface LGPerson : NSObject{
   @public
   NSString *myName;
}

@property (nonatomic, copy)   NSString          *name;
@property (nonatomic, strong) NSArray           *array;
@property (nonatomic, strong) NSMutableArray    *mArray;
@property (nonatomic, assign) int age;
@property (nonatomic)         ThreeFloats       threeFloats;
@property (nonatomic, strong) LGStudent         *student;
    LGPerson *person = [[LGPerson alloc] init];
    // 一般setter 方法
    person.name      = @"LG_Cooci";
    person.age       = 18;
    person->myName   = @"cooci";
    NSLog(@"%@ - %d - %@",person.name,person.age,person->myName);

1、KVC设置过程

1、Key-Value Coding (KVC) : 基本类型

基本的KVC设置，int要转成NSNumber类型。其他类型见文章最后。

    [person setValue:@"KC" forKey:@"name"];
    [person setValue:@19 forKey:@"age"];
    [person setValue:@"酷C" forKey:@"myName"];
    NSLog(@"%@ - %@ - %@",[person valueForKey:@"name"],[person valueForKey:@"age"],[person valueForKey:@"myName"]);

2、 KVC - 集合类型 -

修改person的array，两种方式

  1. 直接取出array，然后重新赋值
  2. 用KVC将array转成 mutableArray，然后修改对应的值。
  3. 通常使用协议定义的三种代理对象访问代理方法，每种方法都有一个键和一个键路径变量：
    1. mutableArrayValueForKey：和 mutableArrayValueForKeyPath：返回行为类似于NSMutableArray对象的代理对象。
    2. mutableSetValueForKey：和 mutableSetValueForKeyPath：     返回行为类似于NSMutableSet对象的代理对象。
    3. mutableOrderedSetValueForKey：和 mutableOrderedSetValueForKeyPath：返回行为类似于NSMutableOrderedSet对象的代理象。
    person.array = @[@"1",@"2",@"3"];
    // 由于不是可变数组 - 无法做到
    // person.array[0] = @"100";
    NSArray *array = [person valueForKey:@"array"];
    // 用 array 的值创建一个新的数组
    array = @[@"100",@"2",@"3"];
    [person setValue:array forKey:@"array"];
    NSLog(@"%@",[person valueForKey:@"array"]);

    // KVC 的方式
    NSMutableArray *ma = [person mutableArrayValueForKey:@"array"];
    ma[0] = @"100";
    NSLog(@"%@",[person valueForKey:@"array"]);

3、 KVC - 集合操作符

[self dictionaryTest];
[self arrayMessagePass];
    //[self aggregationOperator];
    //[self arrayOperator];
    //[self arrayNesting];
    //[self setNesting];
    //[self arrayDemo];

#pragma mark - 字典操作

- (void)dictionaryTest{
    
    NSDictionary* dict = @{
                           @"name":@"Cooci",
                           @"nick":@"KC",
                           @"subject":@"iOS",
                           @"age":@18,
                           @"length":@180
                           };
    LGStudent *p = [[LGStudent alloc] init];
    // 字典转模型
    [p setValuesForKeysWithDictionary:dict];
    NSLog(@"%@",p);
    // 键数组转模型到字典
    NSArray *array = @[@"name",@"age"];
    NSDictionary *dic = [p dictionaryWithValuesForKeys:array];
    NSLog(@"%@",dic);
}

#pragma mark - KVC消息传递
- (void)arrayMessagePass{
    NSArray *array = @[@"Hank",@"Cooci",@"Kody",@"CC"];
    NSArray *lenStr= [array valueForKeyPath:@"length"];
    NSLog(@"%@",lenStr);// 消息从array传递给了string
    NSArray *lowStr= [array valueForKeyPath:@"lowercaseString"];
    NSLog(@"%@",lowStr);
}

4、KVC - 访问非对象属性 （比较重要）

访问非对象的属性，不能直接访问，需要使用中间类型。也就是先转换成 NSValue 类型然后再去存。读取的时候也需要先用NSValue接收然后再转换一下。

    ThreeFloats floats = {1., 2., 3.};
    NSValue *value  = [NSValue valueWithBytes:&floats objCType:@encode(ThreeFloats)];
    [person setValue:value forKey:@"threeFloats"];
    NSValue *reslut = [person valueForKey:@"threeFloats"];
    NSLog(@"%@",reslut);
    
    ThreeFloats th;
    [reslut getValue:&th] ;
    NSLog(@"%f - %f - %f",th.x,th.y,th.z);

5、KVC - 层层访问

修改 person 的 student 属性，修改stubent的属性之后，然后将 student 赋值给 person的 student 属性。

@interface LGStudent : NSObject
@property (nonatomic, copy)   NSString          *name;
@property (nonatomic, copy)   NSString          *subject;
    LGStudent *student = [[LGStudent alloc] init];
    student.subject    = @"iOS";
    person.student     = student;
    [person setValue:@"测试" forKeyPath:@"student.subject"];
    NSLog(@"%@",[person valueForKeyPath:@"student.subject"]);

setValue：forKey: 

通过成员变量进行分析。用成员变量分析不用属性分析的原因是因为通过查看官方文档，可以知道set 和 成员变量都是影响KVC访问的因素，成员变量具有单一变量原则，属性会自动生成set方法。所以用成员变量来进行分析。

LGPerson.h
@interface LGPerson : NSObject{
    @public
    // NSString *_name;
    // NSString *_isName;
    // NSString *name;
    // NSString *isName;
}

LGPerson.m
//MARK: - setKey. 的流程分析
//- (void)setName:(NSString *)name{
//    NSLog(@"%s - %@",__func__,name);
//}

//- (void)_setName:(NSString *)name{
//    NSLog(@"%s - %@",__func__,name);
//}

//- (void)setIsName:(NSString *)name{
//    NSLog(@"%s - %@",__func__,name);
//}

// 1: KVC - 设置值的过程
    [person setValue:@"LG_Cooci" forKey:@"name"];

    NSLog(@"%@-%@-%@-%@",person->_name,person->_isName,person->name,person->isName);
//    NSLog(@"%@-%@-%@",person->_isName,person->name,person->isName);
//    NSLog(@"%@-%@",person->name,person->isName);
//    NSLog(@"%@",person->isName);
  1. 去掉成员变量的注释，去掉set方法的注释，然后运行查看。然后逐个方法的查看注释，看看调用顺序
  2. 同理通过逐个注释成员变量，来看看 [person setValue:@"LG_Cooci" forKey:@"name"]; 赋值给成员变量的顺序
    • 判断是否存在 1、set<key> 或者 2、_set<key> (掉下划线的属性) 3、setIs<key>，有的话执行。没有的话继续
    • 如果没有条件1（简单访问方式）
      • 判断accessInstanceVariablesDirectly（关闭或开启实例变量赋值） 是否存在 返回 YES。
        • 如果返回的是NO，又不存在set方法的时候就会直接报错，报没有这个方法。
      • 直接给这些实例变量 设值
      • 判断 1、“_<key>” 2、“_is<key>” 3、“<key>” or 4、“is<key>”等实例变量

2、取值的过程

// 2: KVC - 取值的过程
 person->_name = @"_name";
// person->_isName = @"_isName";
// person->name = @"name";
// person->isName = @"isName";

NSLog(@"取值:%@",[person valueForKey:@"name"]);
LGPerson.m
//MARK: - valueForKey 流程分析 - get<Key>, <key>, is<Key>, or _<key>,

//- (NSString *)getName{
//    return NSStringFromSelector(_cmd);
//}

//- (NSString *)name{
//    return NSStringFromSelector(_cmd);
//}

//- (NSString *)isName{
//    return NSStringFromSelector(_cmd);
//}

//- (NSString *)_name{
//    return NSStringFromSelector(_cmd);
//}

同设置值一样的验证方式。验证结果：

  1. “get<key>”, “<key>”, “is<key>” or “_<key>”  如果有就跳到第五步
  2. 如果没有条件1开始  是否是NSArray 判断
  3. 是否是NSSet判断
  4. 非集合类型
    1. 如果找到，直接获取实例变量的值，然后继续执行步骤5
    2. 判断 “_<key>” “_is<key>” “<key>” or “is<key>”等实例变量
    3. 判断accessInstanceVariablesDirectly 是否存在 返回 YES
  5. 细节处理
    1. 如果结果是NSNumber不支持的标量类型，则转换为NSValue对象并返回
    2. 如果该值是NSNumber支持的标量类型，则将其存储在NSNumber实例中返回它。
    3. 如果检索到的属性值是对象指针，则只需返回结果。
  6. vlueForUnderfinedKey 报错
  7. 集合类型的还需要操作

3、集合运算符

当您发送与键值编码兼容的对象valueForKeyPath：消息时，可以将集合运算符嵌入到键路径中。集合运算符是一小部分关键字之一，其后带有一个at符号（@），该符号指定getter在返回数据之前应执行的操作以某种方式处理数据。由NSObject提供的valueForKeyPath：的默认实现会实现此行为。

  1. @avg.属性名  求集合中对象某个属性的平均值。
NSNumber *transactionAverage = [self.transactions valueForKeyPath:@"@avg.amount"];
  1. @count      求集合中对象个数。
  2. @max.属性名  求集合中对象某个属性的最大值。
  3. @min.属性名  求集合中对象某个属性的最小值。
  4. @sum.属性名  求集合中对象某个属性的和。
  5. @distinctUnionOfObjects.属性名  取出集合中所有对象某个属性的值，并将这些值存入一个新的数组并返回。这个操作去重。
  6. @unionOfObjects.属性名          取出集合中所有对象某个属性的值，并将这些值存入一个新的数组并返回。这个操作不去重。
  7. @distinctUnionOfArrays.属性名   取出嵌套集合（集合嵌套集合）中所有对象某个属性的值，并返回一个新的数组。这个操作去重。
  8. @unionOfArrays.属性名           取出嵌套集合（集合嵌套集合）中所有对象某个属性的值，并返回一个新的数组。这个操作不去重。
  9. @distinctUnionOfSets.属性名     返回值是个一个NSSet效果和distinctUnionOfArrays一样。
#pragma mark - 聚合操作符
// @avg、@count、@max、@min、@sum
- (void)aggregationOperator{
    NSMutableArray *personArray = [NSMutableArray array];
    for (int i = 0; i < 6; i++) {
        LGStudent *p = [LGStudent new];
        NSDictionary* dict = @{
                               @"name":@"Tom",
                               @"age":@(18+i),
                               @"nick":@"Cat",
                               @"length":@(175 + 2*arc4random_uniform(6)),
                               };
        [p setValuesForKeysWithDictionary:dict];
        [personArray addObject:p];
    }
    NSLog(@"%@", [personArray valueForKey:@"length"]);
    
    /// 平均身高
    float avg = [[personArray valueForKeyPath:@"@avg.length"] floatValue];
    NSLog(@"%f", avg);
    
    int count = [[personArray valueForKeyPath:@"@count.length"] intValue];
    NSLog(@"%d", count);
    
    int sum = [[personArray valueForKeyPath:@"@sum.length"] intValue];
    NSLog(@"%d", sum);
    
    int max = [[personArray valueForKeyPath:@"@max.length"] intValue];
    NSLog(@"%d", max);
    
    int min = [[personArray valueForKeyPath:@"@min.length"] intValue];
    NSLog(@"%d", min);
}

4、类型转换

当调用getters如果返回值不是对象，则getter使用此值初始化NSNumber对象（用于标量）或NSValue对象（用于结构体），并返回该值。

类似地，默认情况下，使用setValue：forKey之类的setter：在给定特定键的情况下，确定属性的访问器或实例变量所需的数据类型。 如果数据类型不是对象，则设置器首先将适当的<type> Value消息发送到传入值对象以提取基础数据，然后存储该数据。

Data type Creation method Accessor method
BOOL numberWithBool: boolValue (in iOS) charValue (in macOS)*
char numberWithChar: charValue
double numberWithDouble: doubleValue
float numberWithFloat: floatValue
int numberWithInt: intValue
long numberWithLong: longValue
long long numberWithLongLong: longLongValue
short numberWithShort: shortValue
unsigned char numberWithUnsignedChar: unsignedChar
unsigned int numberWithUnsignedInt: unsignedInt
unsigned long numberWithUnsignedLong: unsignedLong
unsigned long long numberWithUnsignedLongLong: unsignedLongLong
unsigned short numberWithUnsignedShort: unsignedShort
Data type Creation method Accessor method
NSPoint valueWithPoint: pointValue
NSRange valueWithRange: rangeValue
NSRect valueWithRect: (macOS only). rectValue
NSSize valueWithSize: sizeValue

5、自定义KVC

使用NSObject 的分类的形式，可以发现NSKeyValueCoding 也是写的是NSObject的一个分类，这是一种设计模式目的是为了解耦合。将KVC的功能写到NSObject的这个分类里面。

这里不做详细书写，自定义KVC是根据官方文档进行一步一步的去判断，实现。

6、KVC小技巧

typedef struct {
    float x, y, z;
} ThreeFloats;

@interface LGPerson : NSObject{
    @public
    NSString *name;
    NSString *_name;
    NSString *_isName;
    NSString *isName;
    
}

@property (nonatomic, copy) NSString *subject;
@property (nonatomic, assign) int  age;
@property (nonatomic, assign) BOOL sex;
@property (nonatomic) ThreeFloats  threeFloats;

1、

// 1: KVC 自动转换类型
    NSLog(@"******1: KVC - int -> NSNumber - 结构体******");

    //age是int类型，需要转成NSNumber
    [person setValue:@18 forKey:@"age"];
    // 上面那个表达 大家应该都会! 但是下面这样操作可以?
    //由于age是int类型，即便是存的是用的字符串@“20”，KVC仍然能自动转换成NSCFNumber
    [person setValue:@"20" forKey:@"age"]; // int - string
    NSLog(@"%@-%@",[person valueForKey:@"age"],[[person valueForKey:@"age"] class]);//__NSCFNumber
    
    //由于sex是Bool类型，即便是存的是用的字符串@“20”，KVC仍然能自动转换成NSCFNumber
    [person setValue:@"20" forKey:@"sex"];
    NSLog(@"%@-%@",[person valueForKey:@"sex"],[[person valueForKey:@"sex"] class]);//__NSCFNumber

    //threeFloats式结构体类型，存的时候需要存NSValue类型
    ThreeFloats floats = {1., 2., 3.};
    NSValue *value  = [NSValue valueWithBytes:&floats objCType:@encode(ThreeFloats)];
    [person setValue:value forKey:@"threeFloats"];
    NSLog(@"%@-%@",[person valueForKey:@"threeFloats"],[[person valueForKey:@"threeFloats"] class]);//NSConcreteValue
// 2: 设置空值
    NSLog(@"******2: 设置空值******");
//设置age 会打印出“你傻不傻 。。。”，但是 subject 不会。是因为 setNilValueForKey 方法只能只对 NSNumber - NSValue的结构体进行处理，对NSString 不处理
    [person setValue:nil forKey:@"age"]; // subject不会走 - 官方注释里面说只对 NSNumber - NSValue
    [person setValue:nil forKey:@"subject"];
    
    // 3: 找不到的 key
    NSLog(@"******3: 找不到的 key******");
    [person setValue:nil forKey:@"KC"]; 

    // 4: 取值时 - 找不到 key
    NSLog(@"******4: 取值时 - 找不到 key******");
    NSLog(@"%@",[person valueForKey:@"KC"]);
    
    // 5: 键值验证
    NSLog(@"******5: 键值验证******");
    NSError *error;
    NSString *name = @"LG_Cooci";
    if (![person validateValue:&name forKey:@"names" error:&error]) {
        NSLog(@"%@",error);
    }else{
        NSLog(@"%@",[person valueForKey:@"name"]);
    }

person.m
//设置age 会打印出“你傻不傻 。。。”，但是 subject 不会。是因为 setNilValueForKey 方法只能只对 NSNumber - NSValue的结构体进行处理，对NSString 不处理
- (void)setNilValueForKey:(NSString *)key{
    NSLog(@"你傻不傻: 设置 %@ 是空值",key);
}

- (void)setValue:(id)value forUndefinedKey:(NSString *)key{
    NSLog(@"你瞎啊: %@ 没有这个key",key);
}

- (id)valueForUndefinedKey:(NSString *)key{
    NSLog(@"你瞎啊: %@ 没有这个key - 给你一个其他的吧,别奔溃了!",key);
    return @"Master 牛逼";
}

//MARK: - 键值验证 - 容错 - 派发 - 消息转发
//这里可以进行重定向，运行时进行容错，派发等
- (BOOL)validateValue:(inout id  _Nullable __autoreleasing *)ioValue forKey:(NSString *)inKey error:(out NSError *__autoreleasing  _Nullable *)outError{
    if([inKey isEqualToString:@"name"]){
        [self setValue:[NSString stringWithFormat:@"里面修改一下: %@",*ioValue] forKey:inKey];
        return YES;
    }
    *outError = [[NSError alloc]initWithDomain:[NSString stringWithFormat:@"%@ 不是 %@ 的属性",inKey,self] code:10088 userInfo:nil];
    return NO;
}
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