2015 Objective-C 三大新特性

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Overview

自 WWDC 2015 推出和開源 Swift 2.0 後，大家對 Swift 的熱情又一次高漲起來，在羨慕創業公司的朋友們大談 Swift 新特性的同時，也有很多像我一樣工作上依然需要堅守著 Objective-C 語言的開發人員們。今年的 WWDC 中介紹了幾個 Objective-C 語言的新特性，還是在“與 Swift 協同工作”這種 Topic 裡講的，越發凸顯這門語言的邊緣化了，不過有新特性還是極好的，接下來，本文將介紹下面三個主要的新特性：

• Nullability

• Lightweight Generics *

• __kindof

Nullability

然而 Nullability 並不算新特性了，從上一個版本的 llvm 6.1 (Xcode 6.3) 就已經支援。這個簡版的 Optional ，沒有 Swift 中 ? 和 ! 文法糖的支援，在 Objective-C 中就顯得非常囉嗦了：

123	@property (nonatomic, strong, nonnull) Sark *sark;@property (nonatomic, copy, readonly, nullable) NSArray *friends;+ (nullable NSString *)friendWithName:(nonnull NSString *)name;

假如用來修飾一個變數，前面還要加雙底線，放到 block 裡面就更加詭異，比如一個 Request 的 start 方法可以寫成：

1	- (void)startWithCompletionBlock:(nullable void (^)(NSError * __nullable error))block;

除了這倆外，還有個 null_resettable 來表示 setter nullable，但是 getter nonnull，繞死了，最直觀例子就是 UIViewController 中的 view 屬性：

1	@property (null_resettable, nonatomic, strong) UIView *view;

它可以被設成 nil，但是調用 getter 時會觸發 -loadView 從而建立並返回一個非 nil 的 view。

從 iOS9 SDK 中可以發現，標頭檔中所有 API 都已經增加了 Nullability 相關修飾符，想瞭解這個特性的用法，翻幾個系統標頭檔就差不離了。介面中 nullable 的是少數，所以為了防止寫一大堆 nonnull，Foundation 還提供了一對兒宏，包在裡面的對象預設加 nonnull 修飾符，只需要把 nullable 的指出來就行，黑話叫 Audited Regions：

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NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN@interface Sark : NSObject@property (nonatomic, copy, nullable) NSString *workingCompany;@property (nonatomic, copy) NSArray *friends;- (nullable NSString *)gayFriend;@endNS_ASSUME_NONNULL_END

Nullability 在編譯器層面提供了空值的類型檢查，在類型不符時給出 warning，方便開發人員第一時間發現潛在問題。不過我想更大的意義在於能夠更加清楚的描述介面，是主調者和被調者間的一個協議，比多少句文檔描述都來得清晰，打個比方：

1	+ (nullable instancetype)URLWithString:(NSString *)URLString;

NSURL 的這個 API 前面加了 nullable 後，更加顯式的指出了這個介面可能因為 URLString 的格式錯誤而建立失敗，使用時自然而然的就考慮到了判空處理。

不僅是屬性和方法中的對象，對於局部的對象、甚至 c 指標都可以用帶雙底線的修飾符，可以理解成能用 const 關鍵字的地方都能用 Nullability。

所以 Nullability 總的來說就是，寫著醜B，用著舒服 - -

Lightweight Generics

Lightweight Generics 輕量級泛型，輕量是因為這是個純編譯器的文法支援（llvm 7.0），和 Nullability 一樣，沒有藉助任何 objc runtime 的升級，也就是說，這個新文法在 Xcode 7 上可以使用且完全向下相容（更低的 iOS 版本）

帶泛型的容器

這無疑是本次最重大的改進，有了泛型後終於可以指定容器類中對象的類型了：

12	NSArray *strings = @[@"sun", @"yuan"];NSDictionary *mapping = @{@"a": @1, @"b": @2};

傳回值的 id 被替換成具體的類型後，令人感動的代碼提示也出來了：

假如向泛型容器中加入錯誤的對象，編譯器會不開心的：

系統中常用的一系列容器類型都增加了泛型支援，甚至連 NSEnumerator 都支援了，這是非常 Nice 的改進。和 Nullability 一樣，我認為最大的意義還是豐富了介面描述資訊，對比下面兩種寫法：

12	@property (readonly) NSArray *imageURLs;@property (readonly) NSArray *imageURLs;

不用多想就清楚下面的數組中存的是什麼，避免了 NSString 和 NSURL 的混亂。

自訂泛型類

比起使用系統的泛型容器，更好玩的是自訂一個泛型類，目前這裡還沒什麼文檔，但攔不住我們寫測試代碼，假設我們要自訂一個 Stack 容器類：

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@interface Stack : NSObject- (void)pushObject:(ObjectType)object;- (ObjectType)popObject;@property (nonatomic, readonly) NSArray *allObjects;@end

這個 ObjectType 是傳入類型的 placeholder，它只能在 @interface 上定義（類聲明、類擴充、Category），如果你喜歡用 T 表示也 ok，這個類型在 @interface 和 @end 區間的範圍有效，可以把它作為入參、出參、甚至內部 NSArray 屬性的泛型型別，應該說一切都是符合預期的。我們還可以給 ObjectType 增加類型限制，比如：

1234	// 只接受 NSNumber * 的泛型@interface Stack : NSObject// 只接受滿足 NSCopying 協議的泛型@interface Stack<objecttype: id> : NSObject</objecttype: id>

若什麼都不加，表示接受任意類型 ( id )；當類型不滿足時編譯器將產生 error。

執行個體化一個 Stack，一切工作正常：

對於多參數的泛型，用逗號隔開，其他都一樣，可以參考 NSDictionary 的標頭檔。

協變性和逆變性

當類支援泛型後，它們的 Type 發生了變化，比如下面三個對象看上去都是 Stack，但實際上屬於三個 Type：

12	Stack *stack; // Stack *Stack *stringStack; // StackStack *mutableStringStack; // Stack

當其中兩種類型做類型轉化時，編譯器需要知道哪些轉化是允許的，哪些是禁止的，比如，預設情況下：

我們可以看到，不指定泛型型別的 Stack 可以和任意泛型型別轉化，但指定了泛型型別後，兩個不同類型間是不可以強轉的，假如你希望主動控制轉化關係，就需要使用泛型的協變性和逆變性修飾符了：

__covariant - 協變性，子類型可以強轉到父類型（裡氏替換原則）

__contravariant - 逆變性，父類型可以強轉到子類型（WTF?）

協變：

1	@interface Stack : NSObject

效果：

逆變：

1	@interface Stack : NSObject

效果：

協變是非常好理解的，像 NSArray 的泛型就用了協變的修飾符，而逆變我還沒有想到有什麼實際的使用情境。

__kindof

__kindof 這修飾符還是很實用的，解決了一個長期以來的小痛點，拿原來的 UITableView 的這個方法來說：

1	- (id)dequeueReusableCellWithIdentifier:(NSString *)identifier;

使用時前面基本會使用 UITableViewCell 子類型的指標來接收傳回值，所以這個 API 為了讓開發人員不必每次都蛋疼的寫顯式強轉，把傳回值定義成了 id 類型，而這個 API 實際上的意思是返回一個 UITableViewCell 或 UITableViewCell 子類的執行個體，於是新的 __kindof 關鍵字解決了這個問題：

1	- (__kindof UITableViewCell *)dequeueReusableCellWithIdentifier:(NSString *)identifier;

既明確表明了傳回值，又讓使用者不必寫強轉。再舉個帶泛型的例子，UIView 的 subviews 屬性被修改成了：

1	@property (nonatomic, readonly, copy) NSArray *subviews;

這樣，寫下面的代碼時就沒有任何警告了：

1	UIButton *button = view.subviews.lastObject;

Where to go

有了上面介紹的這些新特性以及如 instancetype 這樣的曆史更新，Objective-C 這門古老語言的類型檢測和類型推斷終於有所長進，現在不論是介面還是代碼中的 id 類型都越來越少，更多潛在的類型錯誤可以被編譯器的靜態檢查發現。

同時，個人感覺新版的 Xcode 對繼承鏈構造器的檢測也加強了，NS_DESIGNATED_INITIALIZER 這個宏並不是新面孔，可以使用它標誌出像 Swift 一樣的指定構造器和便捷構造器。

最後，附上一段用上了所有新特性的代碼，Swift 是發展趨勢，如果你暫時依然要寫 Objective-C 代碼，把所有新特性都用上，或許能讓你到新語言的遷移更無痛一點。

References

• https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/dd799517.aspx

• https://gist.github.com/jtbandes/881f07a955ff2eadd1a0

2015 Objective-C 三大新特性