首页 > ios > 第13条:用“方法调配技术”调试“黑盒方法”

第13条:用“方法调配技术”调试“黑盒方法”

  第11条中解释过:Objective-C对象收到消息之后,究竟会调用何种方法需要在运行期才能解析出来。那你也许会问:与给定的选择子名称相对应的方法是不是也可以在运行期改变呢?没错,就是这样。若能善用此特性,则可发挥出巨大优势,因为我们既不需要源代码,也不需要通过继承子类来覆写方法就能改变这个类本身的功能。这样一来,新功能将在本类的所有实例中生效,而不是仅限于覆写了相关方法的那些子类实例。此方案经常称为“方法调配”(method swizzling)。
  类的方法列表会把选择子的名称映射到相关的方法实现之上,使得“动态消息派发系统”能够据此找到应该调用的方法。这些方法均以函数指针的形式来表示,这种指针叫做IMP,其原型如下:

id (*IMP)(id, SEL, ...) 

  NSString类可以响应lowercaseString、uppercaseString、capitalizedString等选择子。这张映射表中的每个选择子都映射到了不同的IMP之上,如图2-3所示。
不同的IMP
  Objective-C运行期系统提供的几个方法都能够用来操作这张表。开发者可以向其中新增选择子,也可以改变某选择子所对应的方法实现,还可以交换两个选择子所映射到的指针。经过几次操作之后,类的方法表就会变成图2-4这个样子。
类的方法表就会变成图2-4
  在新的映射表中,多了一个名为newSelector的选择子,capitalizedString的实现也变了,而lowercaseString与uppercaseString的实现则互换了。上述修改均无须编写子类,只要修改了“方法表”的布局,就会反映到程序中所有的NSString实例之上。这下大家见识到此特性的强大之处了吧?
  本条将会谈到如何互换两个方法实现。通过此操作,可为已有方法添加新功能。不过在讲解怎样添加新功能之前,我们先来看看怎样互换两个已经写好的方法实现。想交换方法实现,可用下列函数:
void method_exchangeImplementations(Method m1, Method m2)
  此函数的两个参数表示待交换的两个方法实现,而方法实现则可通过下列函数获得:
Method class_getInstanceMethod(Class aClass, SEL aSelector)
  此函数根据给定的选择从类中取出与之相关的方法。执行下列代码,即可交换前面提到的lowercaseString与 uppercaseString方法实现:

Method originalMethod =  
    class_getInstanceMethod([NSStringclass],  
                            @selector(lowercaseString));  
Method swappedMethod =  
    class_getInstanceMethod([NSStringclass],  
                            @selector(uppercaseString));  
method_exchangeImplementations(originalMethod, swappedMethod); 

  从现在开始,如果在NSString实例上调用lowercaseString,那么执行的将是uppercaseString的原有实现,反之亦然:

NSString *string = @"ThIs iS tHe StRiNg";  
 
NSString *lowercaseString = [string lowercaseString];  
NSLog(@"lowercaseString = %@", lowercaseString);  
// Output: lowercaseString = THIS IS THE STRING  
 
NSString *uppercaseString = [string uppercaseString];  
NSLog(@"uppercaseString = %@", uppercaseString);  
// Output: uppercaseString = this is the string  

  笔者刚才向大家演示了如何交换两个方法实现,然而在实际应用中,像这样直接交换两个方法实现的,意义并不大。因为lowercaseString与uppercaseString这两个方法已经各自实现得很好了,没必要再交换了。但是,可以通过这一手段来为既有的方法实现增添新功能。比方说,想要在调用lowercaseString时记录某些信息,这时就可以通过交换方法实现来达成此目标。我们新编写一个方法,在此方法中实现所需的附加功能,并调用原有实现。
  新方法可以添加至NSString的一个“分类”(category)中:

@interface NSString (EOCMyAdditions)  
- (NSString*)eoc_myLowercaseString;  
@end 

  上述新方法将与原有的lowercaseString方法互换,交换之后的方法表如图2-5所示。
交换之后的方法表如图2-5
  新方法的实现代码可以这样写:

@implementation NSString (EOCMyAdditions)  
- (NSString*)eoc_myLowercaseString {  
    NSString *lowercase = [self eoc_myLowercaseString];  
    NSLog(@"%@ => %@", self, lowercase);  
    return lowercase;  
}  
@end 

  这段代码看上去好像会陷入递归调用的死循环,不过大家要记住,此方法是准备和lowercaseString方法互换的。所以,在运行期,eoc_myLowercaseString选择子实际上对应于原有的lowercaseString方法实现。最后,通过下列代码来交换这两个方法实现:

Method originalMethod =  
    class_getInstanceMethod([NSString class],  
                            @selector(lowercaseString));  
Method swappedMethod =  
    class_getInstanceMethod([NSString class],  
                            @selector(eoc_myLowercaseString));  
method_exchangeImplementations(originalMethod, swappedMethod);  

  执行完上述代码之后,只要在NSString实例上调用lowercaseString方法,就会输出一行记录消息:

NSString *string = @"ThIs iS tHe StRiNg";  
NSString *lowercaseString = [string lowercaseString];  
// Output: ThIs iS tHe StRiNg => this is the string  

  通过此方案,开发者可以为那些“完全不知道其具体实现的”(completely opaque,“完全不透明的”)黑盒方法增加日志记录功能,这非常有助于程序调试。然而,此做法只在调试程序时有用。很少有人在调试程序之外的场合用上述“方法调配技术”来永久改动某个类的功能。不能仅仅因为Objective-C语言里有这个特性就一定要用它。若是滥用,反而会令代码变得不易读懂且难于维护。

要点

  在运行期,可以向类中新增或替换选择子所对应的方法实现。
  使用另一份实现来替换原有的方法实现,这道工序叫做“方法调配”,开发者常用此技术向原有实现中添加新功能。
  一般来说,只有调试程序的时候才需要在运行期修改方法实现,这种做法不宜滥用。

  1. 还没有评论
评论提交中, 请稍候...

留言


可以使用的标签: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>
Trackbacks & Pingbacks ( 0 )
  1. 还没有 trackbacks