Object-C 经典入门教程.doc

Object-C 入门教程
分类： Sip&asterisk2009-05-04 16:34 16409人阅读 评论(2) 收藏 举报
大纲
o 开始吧下载这篇教学
o 设定环境
o 前言
o 编译 hello world
o 创建 Classes@interface
o @implementation
o 把它们凑在一起
o 详细说明...多重参数
o 建构子（Constructors）
o 访问权限
o Class level access
o 异常情况（Exceptions）处理
o 继承、多型（Inheritance, Polymorphism）以及其他面向对象功能id 型别
o 继承（Inheritance）
o 动态识别（Dynamic types）
o Categories
o Posing
o Protocols
o 内存管理Retain and Release（保留与释放）
o Dealloc
o Autorelease Pool
o Foundation Framework ClassesNSArray
o NSDictionary
· 优点与缺点
· 更多信息

开始吧
下载这篇教学
§ 所有这篇初学者指南的原始码都可以由 objc.tar.gz 下载。这篇教学中的许多范例都是由 Steve Kochan 在 Programming in Objective-C. 一书中撰写。如果你想得到更多详细信息及范例，请直接参考该书。这个网站上登载的所有范例皆经过他的允许，所以请勿复制转载。
设定环境
§ Linux/FreeBSD: 安装 GNUStep为了编译 GNUstep 应用程序，必须先执行位于/usr/GNUstep/System/Makefiles/GNUstep.sh 的 GNUstep.sh 这个档案。这个路径取决于你的系统环境，有些是在 /usr, some /usr/lib，有些是/usr/local。如果你的 shell 是以 csh/tcsh 为基础的 shell，则应该改用 GNUStep.csh。建议把这个指令放在 .bashrc 或 .cshrc 中。
§ Mac OS X: 安装 XCode
§ Windows NT 5.X: 安装 cygwin 或 mingw，然后安装 GNUStep
前言
§ 这篇教学假设你已经有一些基本的 C 语言知识，包括 C 数据型别、什么是函式、什么是回传值、关于指针的知识以及基本的 C 语言内存管理。如果您没有这些背景知识，我非常建议你读一读 K&R 的书：The C Programming Language（译注：台湾出版书名为 C 程序语言第二版）这是 C 语言的设计者所写的书。
§ Objective-C，是 C 的衍生语言，继承了所有 C 语言的特性。是有一些例外，但是它们不是继承于 C 的语言特性本身。
§ nil：在 C/C++ 你或许曾使用过 NULL，而在 Objective-C 中则是 nil。不同之处是你可以传递讯息给 nil（例如 [nil message];），这是完全合法的，然而你却不能对 NULL 如法炮制。
§ BOOL：C 没有正式的布尔型别，而在 Objective-C 中也不是「真的」有。它是包含在 Foundation classes（基本类别库）中（即 import NSObject.h；nil 也是包括在这个头文件内）。BOOL 在 Objective-C 中有两种型态：YES 或 NO，而不是 TRUE 或 FALSE。
§ #import vs #include：就如同你在 hello world 范例中看到的，我们使用了#import。#import 由 gcc 编译程序支援。我并不建议使用 #include，#import基本上跟 .h 档头尾的 #ifndef #define #endif 相同。许多程序员们都同意，使用这些东西这是十分愚蠢的。无论如何，使用 #import 就对了。这样不但可以避免麻烦，而且万一有一天 gcc 把它拿掉了，将会有足够的 Objective-C 程序员可以坚持保留它或是将它放回来。偷偷告诉你，Apple 在它们官方的程序代码中也使用了 #import。所以万一有一天这种事真的发生，不难预料 Apple 将会提供一个支持 #import 的 gcc 分支版本。
§ 在 Objective-C 中， method 及 message 这两个字是可以互换的。不过messages 拥有特别的特性，一个 message 可以动态的转送给另一个对象。在Objective-C 中，呼叫对象上的一个讯息并不一定表示对象真的会实作这个讯息，而是对象知道如何以某种方式去实作它，或是转送给知道如何实作的对象。
编译 hello world
§ hello.m
§ #import <stdio.h>
§
§ int main( int argc, const char *argv[] ) {
§ printf( "hello world/n" );
§ return 0;
}
·
o
§ 输出
hello world
·
o
§ 在 Objective-C 中使用 #import 代替 #include
§ Objective-C 的预设扩展名是 .m
创建 classes
@interface
§ 基于 "Programming in Objective-C," Copyright © 2004 by Sams Publishing一书中的范例，并经过允许而刊载。
§ Fraction.h
§ #import <Foundation/NSObject.h>
§
§ @interface Fraction: NSObject {
§ int numerator;
§ int denominator;
§ }
§
§ -(void) print;
§ -(void) setNumerator: (int) d;
§ -(void) setDenominator: (int) d;
§ -(int) numerator;
§ -(int) denominator;
§ @end
·
o
§ NSObject：NeXTStep Object 的缩写。因为它已经改名为 OpenStep，所以这在今天已经不是那么有意义了。
§ 继承（inheritance）以 Class: Parent 表示，就像上面的 Fraction: NSObject。
§ 夹在 @interface Class: Parent { .... } 中的称为 instance variables。
§ 没有设定访问权限（protected, public, private）时，预设的访问权限为protected。设定权限的方式将在稍后说明。
§ Instance methods 跟在成员变数（即 instance variables）后。格式为：scope (returnType) methodName: (parameter1Type) parameter1Name;scope 有class 或 instance 两种。instance methods 以 - 开头，class level methods 以 + 开头。
§ Interface 以一个 @end 作为结束。
@implementation
§ 基于 "Programming in Objective-C," Copyright © 2004 by Sams Publishing一书中的范例，并经过允许而刊载。
§ Fraction.m
§ #import "Fraction.h"
§ #import <stdio.h>
§
§ @implementation Fraction
§ -(void) print {
§ printf( "%i/%i", numerator, denominator );
§ }
§
§ -(void) setNumerator: (int) n {
§ numerator = n;
§ }
§
§ -(void) setDenominator: (int) d {
§ denominator = d;
§ }
§
§ -(int) denominator {
§ return denominator;
§ }
§
§ -(int) numerator {
§ return numerator;
§ }
@end
·
o
§ Implementation 以 @implementation ClassName 开始，以 @end 结束。
§ Implement 定义好的 methods 的方式，跟在 interface 中宣告时很近似。
把它们凑在一起
§ 基于 "Programming in Objective-C," Copyright © 2004 by Sams Publishing一书中的范例，并经过允许而刊载。
§ main.m
§ #import <stdio.h>
§ #import "Fraction.m"
§
§ int main( int argc, const char *argv[] ) {
§ // create a new instance
§ Fraction *frac = [[Fraction alloc] init];
§
§ // set the values
§ [frac setNumerator: 1];
§ [frac setDenominator: 3];
§
§ // print it
§ printf( "The fraction is: " );
§ [frac print];
§ printf( "/n" );
§
§ // free memory
§ [frac release];
§
§ return 0;
}
·
o
§ output
The fraction is: 1/3
·
o
§ Fraction *frac = [[Fraction alloc] init];这行程序代码中有很多重要的东西。
§ 在 Objective-C 中呼叫 methods 的方法是 [object method]，就像 C++的 object->method()。
§ Objective-C 没有 value 型别。所以没有像 C++ 的 Fraction frac; frac.print(); 这类的东西。在 Objective-C 中完全使用指针来处理对象。
§ 这行程序代码实际上做了两件事： [Fraction alloc] 呼叫了 Fraction class 的 alloc method。这就像 malloc 内存，这个动作也做了一样的事情。
§ [object init] 是一个建构子（constructor）呼叫，负责初始化对象中的所有变量。它呼叫了 [Fraction alloc] 传回的 instance 上的 init method。这个动作非常普遍，所以通常以一行程序完成：Object *var = [[Object alloc] init];
§ [frac setNumerator: 1] 非常简单。它呼叫了 frac 上的 setNumerator method并传入 1 为参数。
§ 如同每个 C 的变体，Objective-C 也有一个用以释放内存的方式： release。它继承自 NSObject，这个 method 在之后会有详尽的解说。
详细说明...
多重参数
§ 目前为止我还没展示如何传递多个参数。这个语法乍看之下不是很直觉，不过它却是来自一个十分受欢迎的 Smalltalk 版本。
§ 基于 "Programming in Objective-C," Copyright © 2004 by Sams Publishing一书中的范例，并经过允许而刊载。
§ Fraction.h
§ ...
§ -(void) setNumerator: (int) n andDenominator: (int) d;
...
·
o
§ Fraction.m
§ ...
§ -(void) setNumerator: (int) n andDenominator: (int) d {
§ numerator = n;
§ denominator = d;
§ }
...
·
o
§ main.m
§ #import <stdio.h>
§ #import "Fraction.h"
§
§ int main( int argc, const char *argv[] ) {
§ // create a new instance
§ Fraction *frac = [[Fraction alloc] init];
§ Fraction *frac2 = [[Fraction alloc] init];
§
§ // set the values
§ [frac setNumerator: 1];
§ [frac setDenominator: 3];
§
§ // combined set
§ [frac2 setNumerator: 1 andDenominator: 5];
§
§ // print it
§ printf( "The fraction is: " );
§ [frac print];
§ printf( "/n" );
§
§ // print it
§ printf( "Fraction 2 is: " );
§ [frac2 print];
§ printf( "/n" );
§
§ // free memory
§ [frac release];
§ [frac2 release];
§
§ return 0;
}
·
o
§ output
§ The fraction is: 1/3
Fraction 2 is: 1/5
·
o
§ 这个 method 实际上叫做 setNumerator:andDenominator:
§ 加入其他参数的方法就跟加入第二个时一样，即 method:label1:label2:label3:，而呼叫的方法是 [obj method: param1 label1: param2 label2: param3 label3: param4]
§ Labels 是非必要的，所以可以有一个像这样的 method：method:::，简单的省略label 名称，但以 : 区隔参数。并不建议这样使用。
建构子（Constructors）
§ 基于 "Programming in Objective-C," Copyright © 2004 by Sams Publishing一书中的范例，并经过允许而刊载。
§ Fraction.h
§ ...
§ -(Fraction*) initWithNumerator: (int) n denominator: (int) d;
...
·
o
§ Fraction.m
§ ...
§ -(Fraction*) initWithNumerator: (int) n denominator: (int) d {
§ self = [super init];
§
§ if ( self ) {
§ [self setNumerator: n andDenominator: d];
§ }
§
§ return self;
§ }
...
·
o
§ main.m
§ #import <stdio.h>
§ #import "Fraction.h"
§
§ int main( int argc, const char *argv[] ) {
§ // create a new instance
§ Fraction *frac = [[Fraction alloc] init];
§ Fraction *frac2 = [[Fraction alloc] init];
§ Fraction *frac3 = [[Fraction alloc] initWithNumerator: 3 denominator: 10];
§
§ // set the values
§ [frac setNumerator: 1];
§ [frac setDenominator: 3];
§
§ // combined set
§ [frac2 setNumerator: 1 andDenominator: 5];
§
§ // print it
§ printf( "The fraction is: " );
§ [frac print];
§ printf( "/n" );
§
§ printf( "Fraction 2 is: " );
§ [frac2 print];
§ printf( "/n" );
§
§ printf( "Fraction 3 is: " );
§ [frac3 print];
§ printf( "/n" );
§
§ // free memory
§ [frac release];
§ [frac2 release];
§ [frac3 release];
§
§ return 0;
}
·
o
§ output
§ The fraction is: 1/3
§ Fraction 2 is: 1/5
Fraction 3 is: 3/10
·
o
§ @interface 里的宣告就如同正常的函式。
§ @implementation 使用了一个新的关键词：super如同 Java，Objective-C 只有一个 parent class（父类别）。
§ 使用 [super init] 来存取 Super constructor，这个动作需要适当的继承设计。
§ 你将这个动作回传的 instance 指派给另一新个关键词：self。Self 很像C++ 与 Java 的 this 指标。
§ if ( self ) 跟 ( self != nil ) 一样，是为了确定 super constructor 成功传回了一个新对象。nil 是 Objective-C 用来表达 C/C++ 中 NULL 的方式，可以引入 NSObject 来取得。
§ 当你初始化变量以后，你用传回 self 的方式来传回自己的地址。
§ 预设的建构子是 -(id) init。
§ 技术上来说，Objective-C 中的建构子就是一个 "init" method，而不像 C++ 与Java 有特殊的结构。
访问权限
§ 预设的权限是 @protected
§ Java 实作的方式是在 methods 与变量前面加上 public/private/protected 修饰语，而 Objective-C 的作法则更像 C++ 对于 instance variable（译注：C++术语一般称为 data members）的方式。
§ Access.h
§ #import <Foundation/NSObject.h>
§
§ @interface Access: NSObject {
§ @public
§ int publicVar;
§ @private
§ int privateVar;
§ int privateVar2;
§ @protected
§ int protectedVar;
§ }
@end
·
o
§ Access.m
§ #import "Access.h"
§
§ @implementation Access
@end
·
o
§ main.m
§ #import "Access.h"
§ #import <stdio.h>
§
§ int main( int argc, const char *argv[] ) {
§ Access *a = [[Access alloc] init];
§
§ // works
§ a->publicVar = 5;
§ printf( "public var: %i/n", a->publicVar );
§
§ // doesn't compile
§ //a->privateVar = 10;
§ //printf( "private var: %i/n", a->privateVar );
§
§ [a release];
§ return 0;
}
·
o
§ output
public var: 5
·
o
§ 如同你所看到的，就像 C++ 中 private: [list of vars] public: [list of vars] 的格式，它只是改成了@private, @protected, 等等。
Class level access
§ 当你想计算一个对象被 instance 几次时，通常有 class level variables 以及class level functions 是件方便的事。
§ ClassA.h
§ #import <Foundation/NSObject.h>
§
§ static int count;
§
§ @interface ClassA: NSObject
§ +(int) initCount;
§ +(void) initialize;
@end
·
o
§ ClassA.m
§ #import "ClassA.h"
§
§ @implementation ClassA
§ -(id) init {
§ self = [super init];
§ count++;
§ return self;
§ }
§
§ +(int) initCount {
§ return count;
§ }
§
§ +(void) initialize {
§ count = 0;
§ }
@end
·
o
§ main.m
§ #import "ClassA.h"
§ #import <stdio.h>
§
§ int main( int argc, const char *argv[] ) {
§ ClassA *c1 = [[ClassA alloc] init];
§ ClassA *c2 = [[ClassA alloc] init];
§
§ // print count
§ printf( "ClassA count: %i/n", [ClassA initCount] );
§
§ ClassA *c3 = [[ClassA alloc] init];
§
§ // print count again
§ printf( "ClassA count: %i/n", [ClassA initCount] );
§
§ [c1 release];
§ [c2 release];
§ [c3 release];
§
§ return 0;
}
·
o
§ output
§ ClassA count: 2
ClassA count: 3
·
o
§ static int count = 0; 这是 class variable 宣告的方式。其实这种变量摆在这里并不理想，比较好的解法是像 Java 实作 static class variables 的方法。然而，它确实能用。
§ +(int) initCount; 这是回传 count 值的实际 method。请注意这细微的差别！这里在 type 前面不用减号 - 而改用加号 +。加号 + 表示这是一个 class level function。（译注：许多文件中，class level functions 被称为 class functions 或 class method）
§ 存取这个变数跟存取一般成员变数没有两样，就像 ClassA 中的 count++ 用法。
§ +(void) initialize method is 在 Objective-C 开始执行你的程序时被呼叫，而且它也被每个 class 呼叫。这是初始化像我们的 count 这类 class level variables 的好地方。
异常情况（Exceptions）
§ 注意：异常处理只有 Mac OS X 10.3 以上才支持。
§ 基于 "Programming in Objective-C," Copyright © 2004 by Sams Publishing一书中的范例，并经过允许而刊载。
§ CupWarningException.h
§ #import <Foundation/NSException.h>
§
§ @interface CupWarningException: NSException
@end
·
o
§ CupWarningException.m
§ #import "CupWarningException.h"
§
§ @implementation CupWarningException
@end
·
o
§ CupOverflowException.h
§ #import <Foundation/NSException.h>
§
§ @interface CupOverflowException: NSException
@end
·
o
§ CupOverflowException.m
§ #import "CupOverflowException.h"
§
§ @implementation CupOverflowException
@end
·
o
§ Cup.h
§ #import <Foundation/NSObject.h>
§
§ @interface Cup: NSObject {
§ int level;
§ }
§
§ -(int) level;
§ -(void) setLevel: (int) l;
§ -(void) fill;
§ -(void) empty;
§ -(void) print;
@end
·
o
§ Cup.m
§ #import "Cup.h"
§ #import "CupOverflowException.h"
§ #import "CupWarningException.h"
§ #import <Foundation/NSException.h>
§ #import <Foundation/NSString.h>
§
§ @implementation Cup
§ -(id) init {
§ self = [super init];
§
§ if ( self ) {
§ [self setLevel: 0];
§ }
§
§ return self;
§ }
§
§ -(int) level {
§ return level;
§ }
§
§ -(void) setLevel: (int) l {
§ level = l;
§
§ if ( level > 100 ) {
§ // throw overflow
§ NSException *e = [CupOverflowException
§ exceptionWithName: @"CupOverflowException"
§ reason: @"The level is above 100"
§ userInfo: nil];
§ @throw e;
§ } else if ( level >= 50 ) {
§ // throw warning
§ NSException *e = [CupWarningException
§ exceptionWithName: @"CupWarningException"
§ reason: @"The level is above or at 50"
§ userInfo: nil];
§ @throw e;
§ } else if ( level < 0 ) {
§ // throw exception
§ NSException *e = [NSException
§ exceptionWithName: @"CupUnderflowException"
§ reason: @"The level is below 0"
§ userInfo: nil];
§ @throw e;
§ }
§ }
§
§ -(void) fill {
§ [self setLevel: level + 10];
§ }
§
§ -(void) empty {
§ [self setLevel: level - 10];
§ }
§
§ -(void) print {
§ printf( "Cup level is: %i/n", level );
§ }
@end
·
o
§ main.m
§ #import "Cup.h"
§ #import "CupOverflowException.h"
§ #import "CupWarningException.h"
§ #import <Foundation/NSString.h>
§ #import <Foundation/NSException.h>
§ #import <Foundation/NSAutoreleasePool.h>
§ #import <stdio.h>
§
§ int main( int argc, const char *argv[] ) {
§ NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];
§ Cup *cup = [[Cup alloc] init];
§ int i;
§
§ // this will work
§ for ( i = 0; i < 4; i++ ) {
§ [cup fill];
§ [cup print];
§ }
§
§ // this will throw exceptions
§ for ( i = 0; i < 7; i++ ) {
§ @try {
§ [cup fill];
§ } @catch ( CupWarningException *e ) {
§ printf( "%s: ", [[e name] cString] );
§ } @catch ( CupOverflowException *e ) {
§ printf( "%s: ", [[e name] cString] );
§ } @finally {
§ [cup print];
§ }
§ }
§
§ // throw a generic exception
§ @try {
§ [cup setLevel: -1];
§ } @catch ( NSException *e ) {
§ printf( "%s: %s/n", [[e name] cString], [[e reason] cString] );
§ }
§
§