Cocoa Inside With Ease 2 Create Class Dynamically

[Cocoa]深入浅出Cocoa 之动态创建类

深入浅出Cocoa 之动态创建类
罗朝辉 (http://www.cnblogs.com/kesalin/)
本文遵循“署名-非商业用途-保持一致”创作公用协议

在前文《深入浅出Cocoa之类与对象》一文中,我已经详细介绍了ObjC中的 Class 与 Object 的概念,今天我们来如何在运行
时动态创建类。下面这个函数就是应用前面讲到的Class,MetaClass的概念,在运行时动态创建一个类。这个函数来自《Inside Mac OS X-The Objective-C Programming Language》。

#import <objc/objc.h>
#import <objc/runtime.h>

BOOL CreateClassDefinition( const char * name, const char * superclassName)
{
struct objc_class * meta_class;
struct objc_class * super_class;
struct objc_class * new_class;
struct objc_class * root_class;
va_list args;

// 确保父类存在
super_class = (struct objc_class *)objc_lookUpClass (superclassName);
if (super_class == nil)
{
return NO;
}

// 确保要创建的类不存在
if (objc_lookUpClass (name) != nil)
{
return NO;
}

// 查找 root class,因为 meta class 的 isa 指向 root class 的 meta class
root_class = super_class;
while( root_class->super_class != nil )
{
root_class = root_class->super_class;
}

// 为 class 及其 meta class 分配内存
new_class = calloc( 2, sizeof(struct objc_class) );
meta_class = &new_class[1];

// 设置 class
new_class->isa = meta_class;
new_class->info = CLS_CLASS;
meta_class->info = CLS_META;

// 拷贝类名字,这里为了提高效率,让 class 与 meta class 都指向同一个类名字符串
new_class->name = malloc (strlen (name) + 1);
strcpy ((char*)new_class->name, name);
meta_class->name = new_class->name;

// 分配并置空 method lists,我们可以在之后使用 class_addMethods 向类中增加方法
new_class->methodLists = calloc( 1, sizeof(struct objc_method_list *) );
meta_class->methodLists = calloc( 1, sizeof(struct objc_method_list *) );

// 将类加入到继承体系中去:
// 1,设置类的 super class
// 2,设置 meta class 的 super class
// 3,设置 meta class 的 isa
new_class->super_class = super_class;
meta_class->super_class = super_class->isa;
meta_class->isa = (void *)root_class->isa;

// 最后,将 class 注册到运行时系统中
objc_addClass( new_class );

return YES;
}

如果要在代码中使用运行时相关的函数,我们需要导入 libobjc.dylib,并导入相关的头文件(比如这里的 runtime.h)。

在前文中总结到“ObjC 为每个类的定义生成两个 objc_class ,一个即普通的 class,另一个即 metaclass。我们可以在运行期创建这两个 objc_class 数据结构,然后使用 objc_addClass 动态地创建新的类定义。”,这在上面的代码中就体现出来了:new_class 和 meta_class 就是新类所必须的两个 objc_class。其他的代码就不解释了,注释以及代码足以自明了。

在实际的运用中,我们使用 ObjC 运行时函数来动态创建类:
Class objc_allocateClassPair(Class superclass, const char *name, size_t extraBytes);

譬如:

#import <objc/objc.h>
#import <objc/runtime.h>

void ReportFunction(id self, SEL _cmd)
{
NSLog(@" » This object is %p.", self);
NSLog(@" » Class is %@, and super is %@.", [self class], [self superclass]);

Class prevClass = NULL;
int count = 1;
for (Class currentClass = [self class]; currentClass; ++count)
{
prevClass = currentClass;

NSLog(@" » Following the isa pointer %d times gives %p", count, currentClass);

currentClass = object_getClass(currentClass);
if (prevClass == currentClass)
break;
}

NSLog(@" » NSObject's class is %p", [NSObject class]);
NSLog(@" » NSObject's meta class is %p", object_getClass([NSObject class]));
}

int main (int argc, const char * argv[])
{

@autoreleasepool
{
Class newClass = objc_allocateClassPair([NSString class], "NSStringSubclass", 0);
class_addMethod(newClass, @selector(report), (IMP)ReportFunction, "v@:");
objc_registerClassPair(newClass);

id instanceOfNewClass = [[newClass alloc] init];
[instanceOfNewClass performSelector:@selector(report)];
[instanceOfNewClass release];
}

return 0;
}

在上面的代码中,我们创建继承自 NSString 的子类 NSStringSubclass,然后向其中添加方法 report,并在运行时系统中注册,这样我们就可以使用这个新类了。在这里使用 performSelector 来向新类的对象发送消息,可以避免编译警告信息(因为我们并没有声明该类及其可响应的消息)。

执行结果为:

» This object is 0x100114710.
» Class is NSStringSubclass, and super is NSString.
» Following the isa pointer 1 times gives 0x100114410
» Following the isa pointer 2 times gives 0x100114560
» Following the isa pointer 3 times gives 0x7fff7e257b50
» NSObject's class is 0x7fff7e257b78
» NSObject's meta class is 0x7fff7e257b50

根据前文中的类关系图,我们不难从执行结果中分析出 NSStringSubclass 的内部类结构:
1,对象的地址为 :0x100114710
2,class 的地址为:0x100114410
3,meta class 的地址为:0x100114560
4,meta class 的 class 地址为:0x7fff7e257b50 (也是 NSObject 的 meta class)
5,NSObject 的 meta class 的 meta class 是其自身