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第7条:在对象内部尽量直接访问实例变量

  在对象之外访问实例变量时,总是应该通过属性来做,然而在对象内部访问实例变量时又该如何呢?Objective-C的开发者们一直在激烈争论这个问题。有的人认为,无论什么情况,都应该通过属性来访问实例变量;也有人说,“通过属性访问”与“直接访问”这两种做法应该搭配着用。除了几种特殊情况之外,笔者强烈建议大家在读取实例变量的时候采用直接访问的形式,而在设置实例变量的时候通过属性来做。
  请看下面这个类:

@interface EOCPerson : NSObject  
@property (nonatomic, copy) NSString *firstName;  
@property (nonatomic, copy) NSString *lastName;  
 
// Convenience for firstName + " " + lastName:  
- (NSString*)fullName;  
- (void)setFullName:(NSString*)fullName;  
@end  
fullName与setFullName这两个“便捷方法”可以这样来实现:  
- (NSString*)fullName {  
    return [NSString stringWithFormat:@"%@ %@",  
            self.firstName, self.lastName];  
}  
 
/** The following assumes all full names have exactly 2  
*  parts. The method could be rewritten to support more  
*  exotic names.  
*/  
- (void)setFullName:(NSString*)fullName {  
    NSArray *components =  
        [fullName componentsSeparatedByString:@" "];  
    self.firstName = [components objectAtIndex:0];  
    self.lastName = [components objectAtIndex:1];  
} 

  在fullName的获取方法与设置方法中,我们使用“点语法”,通过存取方法来访问相关实例变量。现在假设重写这两个方法,不经由存取方法,而是直接访问实例变量:

- (NSString*)fullName {  
    return [NSStringstringWithFormat:@"%@ %@",  
            _firstName, _lastName];  
}  
- (void)setFullName:(NSString*)fullName {  
    NSArray *components =  
        [fullName componentsSeparatedByString:@" "];  
    _firstName = [components objectAtIndex:0];  
    _lastName = [components objectAtIndex:1];  
} 

  这两种写法有几个区别。
  由于不经过Objective-C的“方法派发”(method dispatch,参见第11条)步骤,所以直接访问实例变量的速度当然比较快。在这种情况下,编译器所生成的代码会直接访问保存对象实例变量的那块内存。
  直接访问实例变量时,不会调用其“设置方法”,这就绕过了为相关属性所定义的“内存管理语义”。比方说,如果在ARC下直接访问一个声明为copy的属性,那么并不会拷贝该属性,只会保留新值并释放旧值。
  如果直接访问实例变量,那么不会触发“键值观测”(Key-Value Observing, KVO)通知。这样做是否会产生问题,还取决于具体的对象行为。
  通过属性来访问有助于排查与之相关的错误,因为可以给“获取方法”和/或“设置方法”中新增“断点”(breakpoint),监控该属性的调用者及其访问时机。
  有一种合理的折中方案,那就是:在写入实例变量时,通过其“设置方法”来做,而在读取实例变量时,则直接访问之。此办法既能提高读取操作的速度,又能控制对属性的写入操作。之所以要通过“设置方法”来写入实例变量,其首要原因在于,这样做能够确保相关属性的“内存管理语义”得以贯彻。但是,选用这种做法时,需注意几个问题。
  第一个要注意的地方就是,在初始化方法中应该如何设置属性值。这种情况下总是应该直接访问实例变量,因为子类可能会“覆写”(override)设置方法。假设EOCPerson有一个子类叫做EOCSmithPerson,这个子类专门表示那些姓“Smith”的人。该子类可能会覆写lastName属性所对应的设置方法:

- (void)setLastName:(NSString*)lastName {  
    if (![lastName isEqualToString:@"Smith"]) {  
        [NSException raise:NSInvalidArgumentException  
                    format:@"Last name must be Smith"];  
    }  
    self.lastName = lastname;  
} 

  在基类EOCPerson的默认初始化方法中,可能会将姓氏设为空字符串。此时若是通过“设置方法”来做,那么调用的将会是子类的设置方法,从而抛出异常。但是,某些情况下却又必须在初始化方法中调用设置方法:如果待初始化的实例变量声明在超类中,而我们又无法在子类中直接访问此实例变量的话,那么就需要调用“设置方法”了。
  另外一个要注意的问题是“惰性初始化”(lazy initialization)。在这种情况下,必须通过“获取方法”来访问属性,否则,实例变量就永远不会初始化。比方说,EOCPerson类也许会用一个属性来表示人脑中的信息,这个属性所指代的对象相当复杂。由于此属性不常用,而且创建该属性的成本较高,所以,我们可能会在“获取方法”中对其执行惰性初始化:

- (EOCBrain*)brain {  
    if (!_brain) {  
        _brain = [Brain new];  
    }  
    return _brain;  
} 

  若没有调用“获取方法”就直接访问实例变量,则会看到尚未设置好的brain,所以说,如果使用了“惰性初始化”技术,那么必须通过存取方法来访问brain属性。

要点

  在对象内部读取数据时,应该直接通过实例变量来读,而写入数据时,则应通过属性来写。
  在初始化方法及dealloc方法中,总是应该直接通过实例变量来读写数据。
  有时会使用惰性初始化技术配置某份数据,这种情况下,需要通过属性来读取数据。

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