Category必知必会

Category（分类或类别）是Objective-C的基础概念，也是面试必考点之一，我尝试用简单的语言解释一下什么是Category。

1、什么是Category

利用Category，即使在无法获取一个类的源码的情况下，我们也可以为一个类增加新的方法、属性，遵从新的protocol。OC的Category概念与Swift的extension非常类似。

1.1 如何创建一个类的Category

假设我们有一个类： Foo ，我们要为 Foo 增加一个Category，Category的名称叫做 bar 。在Xcode中操作New file... -> Objective-C File。在出现的菜单中File Type选择Category，然后填上分类的名字并选择一个需要扩展的类就行了。

Category同样有.h和.m文件，文件名称的格式为： 本类名+Category名 ，比如上面的操作后，我们会得到 Foo+bar.h 和 Foo+bar.m 两个文件。

文件内部是Category的声明：

Foo+bar.h:

//Foo+bar.h
#import "Foo.h"
@interface Foo (bar)
@end
复制代码

Foo+bar.m:

//Foo+bar.m
#import "Foo+bar.h"
@implementation Foo (bar)
@end
复制代码

与类文件一样，只不过名称上加了 (Category名)

1.2 增加属性

我们可以在Category中为一个类增加属性，但是不会自动为这个属性在这个类里创建对应的实例变量，也就不会自动创建getter和setter

Foo+bar.h:

//Foo+bar.h
#import "Foo.h"
@interface Foo (bar)
@property NSString *foo;
@end
复制代码

你会得到一个编译错误，告诉你去实现一个getter和setter。你实现了getter和setter这个错误就会消失。

如果你熟悉Swift的中常见的 计算属性 概念，这适用于为一个类扩展一个 计算属性 。这其实又与Swift中extension可以为类增加 计算属性 是一致的。虽然语言不同，概念是一致的。

所谓计算属性，其实并不存储值，而是提供一个getter和setter间接操作其他实例属性。

比如有一个正方形类 Square ，它只有一个属性就是边长 side ：

@interface Square
@property int side;
@end
复制代码

我们为 Square 增加一个Category，并增加一个属性面积 size 。getter里将side平方返回，setter里将size开方后设置给side。

@interface Square (size)
@property int size;
@end
复制代码

@implementation Square (size)
- (int)size {
    return self.side * self.side;
}
- (void)setSize:(int)size {
    self.side = sqrt(size);
}
@end
复制代码

1.3 利用关联对象来实现增加实例变量

虽然Category的属性在其主类里没有创建对应的实例变量，但是我们可以利用Objective-C的 关联对象（Associated Objects） 特性来实现扩展实例变量。

还是上面Foo+bar的例子，注意 #import <objc/runtime.h> ：

Foo+bar.h:

//Foo+bar.h
#import "Foo.h"
@interface Foo (bar)
@property NSString *foo;
@end
复制代码

Foo+bar.m:

//Foo+bar.m
#import <objc/runtime.h>
#import "Foo+bar.h"
@implementation Foo (bar)
- (NSString *)bar {
    return objc_getAssociatedObject(self, "SomeUniqueKey");
}

- (void)setBar:(NSString *)bar {
    objc_setAssociatedObject(self, "SomeUniqueKey", bar, OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC);
}
@end

复制代码

这其实算一种trick，你别无选择的时候才这样做。如果源码你能改动，你应该通过修改类的设计来实现你的目标而不是以这种别扭的方式。

1.4 增加方法

在Category中既可以增加实例方法，也可以增加类方法。这并没有什么需要特意强调的。

2、Category的应用场景

2、利用分类特性能干什么，扩展系统类，分离大类，等

2.1 扩展系统或第三方库

我们最常用Category的场景恐怕就是扩展系统的类了，当然我们也可以扩展第三方看不到源码的类。

2.2 用Category组织庞大的类

有些类随着开发迭代，越来越臃肿。我们可以用Category来将这个类分割成更小的部分，方便管理。

我们其实更应该通过遵守“单一职责”、“高内聚低耦合”等OO设计原则，优化架构设计等手段来保持你的类整洁短小。

当然，在MVC架构模式下，很容易就产生Massive Controller，这时用Category拆分Controller也许是个不错的选择。

另外，由于iOS开发中代理模式的广泛应用，一个类要遵守几个protocol的情况比较常见。我们也可以尝试使用Category分离不同protocol的实现。

3、Category同名方法冲突

Category方法冲突分两种情况，一是Category和本类冲突，二是不同Category之间冲突。

这两种情况，虽然会得到编译警告，但都可以编译通过。非常容易就忽略。

运行时决议：

所谓运行时决议，是指Category中定义的方法，在运行时才被加入到类的方法列表当中的。

在将Category中的方法添加到类的方法列表当中的时候，并不是在原来的方法列表后追加，而是在列表的头部插入。

所以在合并后的方法列表中，Category中的方法在本类方法的前面。而运行时调用方法，遍历方法列表，Category中的同名方法首先被找到。虽然本类的方法仍然在方法列表中，但是效果就像是被覆盖。

而不同Category的方法，后编译的Category先被加入方法列表。所以，不同Category的同名方法，后被编译的Category中的方法“覆盖”先被编译Category的同名方法。

我们可以通过opensource.apple.com下载runtime的源码。

在 source文件夹下->objc-runtime-new.mm文件->static void attachCategories函数

和

Project Headersobjc文件夹下 -> objc-runtime-new.h文件 -> attachLists方法 中看到完整的Category方法添加到类的方法列表中的过程。

4、分类（Category）与扩展（Extension）的区别

类扩展不仅可以增加方法，还可以增加实例变量（或者属性），只是该实例变量默认是私有的。

类扩展中声明的方法没被实现，无法编译通过，但是分类中的方法没被实现可以编译通过。这是因为类扩展是在编译阶段被添加到类中，分类是在运行时添加到类中。

类扩展不能像类别那样拥有独立的实现部分（@implementation部分），也就是说，类扩展所声明的方法必须依托对应类的实现部分来实现。

我们通常使用类扩展来隐藏我们的实现，或者增加私有实例变量。当然，这些私有实例变量仍然可以通过KVC访问。