iOS 避免常见崩溃（一）

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标签：「iOS 」「避免常见崩溃」

作者： WYW

审校：QiShare团队

笔者最近看了部分引起App Crash的常见情况，这次先讨论下操作集合类型（如NSArray，NSDictionary等）时，防止常见崩溃（如避免从数组中取值时越界、往字典中插入为nil的value等）的内容。

• 为了避免崩溃，操作集合类对象时，设置值和取值的时候，可以考虑使用如下方法：
  • 1. 使用 分类添加的安全性方法
  • 2. 使用 交换系统方法和我们做了安全性处理的方法

安全操作集合类对象：添加分类方法

当操作集合类对象的时候，可以使用我们添加的安全取值的分类。

添加分类方法部分，先从NSString* 和NSNumber* 的integerValue谈起。

• （1）如在NSObject的分类中添加的qi_safeIntegerValue用于替换平时用的integerValue的方法。

- (NSInteger)qi_safeIntegerValue {
    
    if ([self isKindOfClass:[NSNumber class]]) {
        return [((NSNumber *)self) integerValue];
    } else if([self isKindOfClass:[NSString class]]) {
        return [((NSString *)self) integerValue];
    } else {
        return kCustomErrorCode;
    }
}
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使用qi_safeIntegerValue的方式为：

id number = @(1);
    [number qi_safeIntegerValue];
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• （2）如在NSObject的分类中添加了qi_safeArrayObjectAtIndex用于替换NSArray* 的 - (ObjectType)objectAtIndex:(NSUInteger)index;

- (id)qi_safeArrayObjectAtIndex:(NSUInteger)index {
    
    if (![self isKindOfClass:[NSArray class]]) {
        return nil;
    }
    
    if (index < 0 || index >= ((NSArray *)self).count) {
        return nil;
    }
    
    return [(NSArray *)self objectAtIndex:index];
}
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使用qi_safeArrayObjectAtIndex的方式为：

NSArray *qiArr = @[@1];
    [qiArr qi_safeArrayObjectAtIndex:0];
    [qiArr qi_safeArrayObjectAtIndex:1];
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• 更多相关内容，可查看Demo QiSafeType 。

不过只使用分类，不适于我们使用字面量语法取值的情况。如对于数组来说，如果我们想要使用 qiArr[0] 这样的字面量语法取值，使用当前的分类的方式就不适用了。此时就需要结合runtime使用 交换qiArr[0]调用的系统方法和我们自己添加的安全取值的方法 来达到字面量安全取值的目的。

安全操作集合类对象：方法交换

安全操作集合类对象，方法交换部分，笔者会以字面量操作NSArray聊聊相关内容。

以字面量的方式声明数组 及取值：

// 声明数组的时候 插入nil
NSString *nilValue = nil;
NSArray *qiArr = @[@"qishare0", nilValue, @"qiShare2"];

NSString *nilValue = nil;
NSArray *qiArr = @[@"qishare0", nilValue, @"qiShare2"];
NSLog(@"qiArr：%@", qiArr);

// 从数组中取值 故意越界取值
NSLog(@"qiArr[0]：%@ qiArr[1]：%@ qiArr[2]：%@",qiArr[0],qiArr[1],qiArr[2]);

// 输出结果如下：
qiArr：(
    qishare0,
    qiShare2
)

qiArr[0]：qishare0 qiArr[1]：qiShare2 qiArr[2]：(null)
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• 交换方法的操作需要引入 #import <objc/runtime.h> ，主要会用到下边的API。

// Returns a pointer to the data structure describing a given class method for a given class.
// 返回一个描述指定类cls和给定类方法的数据结构的指针 其实返回值也是一个Method
// 获取指定类Cls和指定方法sel的对应的 类 Method
Method class_getClassMethod(Class _Nullable cls, SEL _Nonnull name)
    OBJC_AVAILABLE(10.0, 2.0, 9.0, 1.0, 2.0);

// Returns a specified instance method for a given class.
// 返回指定的类cls及相应selector的实例方法
// 获取指定类Cls和指定方法sel的对应的 实例 Method
Method class_getInstanceMethod(Class _Nullable cls, SEL _Nonnull name)
    OBJC_AVAILABLE(10.0, 2.0, 9.0, 1.0, 2.0);
   
// 交换Method m1和Method m2的实现 
void method_exchangeImplementations(Method _Nonnull m1, Method _Nonnull m2) 
    OBJC_AVAILABLE(10.5, 2.0, 9.0, 1.0, 2.0);
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• 交换方法需要待交换方法 SEL ，及待交换的类 Class

以下内容笔者会以字面量的方式声明qiArr NSArray *qiArr = @[@"qishare0", nilValue, @"qiShare2"]; 为例进行分析，所需的class及要交换的SEL

• （1）待交换的方法

就待交换的方法而言，声明qiArr的时候。首先要确定调用的NSArray哪个方法。调用的是 + (instancetype)arrayWithObjects:(const ObjectType _Nonnull [_Nonnull])objects count:(NSUInteger)cnt; ；这个可以通过自己写一个数组的子类来证实这件事，也可以通过交换方法后调用的方法来反面验证。NSArray的子类的写法可以参考 QiSafeType 中的QiSubArray的写法。

关于继承NSArray：Any subclass of NSArray must override the primitive instance methods count and objectAtIndex: . These methods must operate on the backing store that you provide for the elements of the collection. For this backing store you can use a static array, a standard NSArray object, or some other data type or mechanism. You may also choose to override, partially or fully, any other NSArray method for which you want to provide an alternative implementation.

+ (instancetype)arrayWithObjects:(const ObjectType _Nonnull [_Nonnull])objects count:(NSUInteger)cnt; 是一个类方法，所以方法交换部分，笔者也写了一个安全声明数组的类方法。 + (instancetype)qisafeArrayWithObjects:(const id _Nonnull [_Nonnull])objects count:(NSUInteger)cnt

笔者写的待交换的 + (instancetype)qisafeArrayWithObjects:(const id _Nonnull [_Nonnull])objects count:(NSUInteger)cnt 的方法体如下：

+ (instancetype)qisafeArrayWithObjects:(const id _Nonnull [_Nonnull])objects count:(NSUInteger)cnt {
    
    id instance = nil;
    id safeObjs[cnt];
    NSUInteger j = 0;
    for (NSUInteger i = 0; i < cnt; i ++) {
        if (!objects[i]) {
            continue;
        }
        safeObjs[j++] = objects[i];
    }
    instance = [self qisafeArrayWithObjects:safeObjs count:j];
    return instance;
}
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思想：在声明字面量数组的时候，先遍历指定的数组，过滤掉为空的对象，剩余的存放到另一个数组中。再调用自己添加的声明数组的类方法（因为我们添加的方法和系统的方法进行了方法交换，所以这里实质是调用的系统的声明数组的方法。）

• （2）待交换的类

声明qiArr的时候待交换的方法为类方法，所以待交换的类为 [NSArray class]

就待交换的方法而言。以qiArr[0]为例。要确定调用的数组的那个方法。调用的是 - (ObjectType)objectAtIndex:(NSUInteger)index; 这个可以通过自己写一个数组的子类来证实这件事，也可以通过交换方法后调用的方法来反面验证。

上述问题明确了之后，我们就可以在NSArray的分类的 + (void)load 方法中根据指定的类[NSArray class]把 + (instancetype)arrayWithObjects:(const ObjectType _Nonnull [_Nonnull])objects count:(NSUInteger)cnt; 和 + (instancetype)qisafeArrayWithObjects:(const id _Nonnull [_Nonnull])objects count:(NSUInteger)cnt 进行方法交换了。

关键代码如下：

Method originMethod = class_getClassMethod([NSArray class], @selector(arrayWithObjects:count:));
    Method alterMethod = class_getClassMethod([NSArray class], @selector(qisafeArrayWithObjects:count:));
    method_exchangeImplementations(originMethod, alterMethod);
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以上部分，笔者解释了，NSArray以字面量的方式声明数组的方法交换部分的内容，下边笔者将继续和大家聊一下关于NSArray字面量取值的内容。其实NSArray运作在抽象工厂 设计模式 下。抽象工厂模式是类簇在iOS下的的一种实现。众多常用类，如NSString，NSArray，NSDictionary，NSNumber都运作在抽象工厂模式下，引自从NSArray看类簇

以下部分，大家也可以直接看Demo中的写法自行分析。

笔者想通过以下代码说明，创建出的NSArray*的实例（qiArr）的class，和创建qiArr的方式及qiArr中包含的对象的个数有关。

NSString *nilValue = nil;
// 声明数组的时候 插入nil
NSArray *qiArr = @[@"qishare0", nilValue, @"qiShare2"];
NSLog(@"qiArr：%@", qiArr);
NSLog(@"qiArr[0]：%@ qiArr[1]：%@ qiArr[2]：%@",qiArr[0],qiArr[1],qiArr[2]);

id tempValue = nil;
    
NSArray *qiArr0 = @[];
tempValue = qiArr0[0];
tempValue = qiArr0[1];
    
NSArray *qiArr1 = @[@1];
tempValue = qiArr1[0];
tempValue = qiArr1[1];
    
NSArray *qiArr2 = @[@1, @2];
tempValue = qiArr2[1];
tempValue = qiArr2[2];
    
NSLog(@"qiArr0 class：%@", NSStringFromClass([qiArr0 class]));
NSLog(@"qiArr1 class：%@", NSStringFromClass([qiArr1 class]));
NSLog(@"qiArr2 class：%@", NSStringFromClass([qiArr2 class]));
    
NSArray *qiArr3 = [NSArray arrayWithObjects:@"1", @"2", @"3", nil];
    
NSLog(@"qiArr3 class：%@", NSStringFromClass([qiArr3 class]));

 qiArr0 class：__NSArray0
 qiArr1 class：__NSSingleObjectArrayI
 qiArr2 class：__NSArrayI
 qiArr3 class：__NSArrayI
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有了上述内容，我们就可以在通过字面量语法故意越界访问数组对象的时候，根据崩溃的提示，添加上相应的方法交换。

关键代码如下：

// __NSArray0
	Method originArr0ObjectAtIndexMethod = class_getInstanceMethod(NSClassFromString(@"__NSArray0"), @selector(objectAtIndex:));
    Method alterArr0ObjectAtIndexMethod = class_getInstanceMethod(NSClassFromString(@"__NSArray0"), @selector(qiSafeArr0ObjectAtIndex:));
    method_exchangeImplementations(originArr0ObjectAtIndexMethod, alterArr0ObjectAtIndexMethod);

   // __NSSingleObjectArrayI
	Method originSingleObjArrIObjectAtIndexMethod = class_getInstanceMethod(NSClassFromString(@"__NSSingleObjectArrayI"), @selector(objectAtIndex:));
    Method alterSingleObjArrIObjectAtIndexMethod = class_getInstanceMethod(NSClassFromString(@"__NSSingleObjectArrayI"), @selector(qiSafeSingleObjArrIObjectAtIndex:));
    method_exchangeImplementations(originSingleObjArrIObjectAtIndexMethod, alterSingleObjArrIObjectAtIndexMethod);
    
    // 注意__NSArrayI调用字面量语法的时候调用的系统方法为`- (ObjectType)objectAtIndexedSubscript:(NSUInteger)idx API_AVAILABLE(macos(10.8), ios(6.0), watchos(2.0), tvos(9.0));` 和上述类型的NSArray待交换的方法不同，这一点可以故意测试崩溃，查看崩溃的提示得出。
    
    // __NSArrayI
    Method originArrIObjAtIndexedSubMethod = class_getInstanceMethod(NSClassFromString(@"__NSArrayI"), @selector(objectAtIndexedSubscript:));
    Method alterArrIObjAtIndexedSubMethod = class_getInstanceMethod(NSClassFromString(@"__NSArrayI"), @selector(qiSafeArrIObjAtIndexedSubscript:));
    method_exchangeImplementations(originArrIObjAtIndexedSubMethod, alterArrIObjAtIndexedSubMethod);

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