Objective-C 字面量
有段时间没看关于 iOS 的东西了，前段时间在翻 Instapaper 的时候看到了 NSVALUE AND BOXED EXPRESSIONS 这篇文章，就随便看了看，正好自己对这些也不是很了解，就记录下来。
在 Apple LLVM Compiler 4.0 支持嵌套表达式 (Boxed Expressions)。即可以用 @([NSNumber numberWithInt:1];，@1 称为 NSNumber 字面量。ObjC 中还有集合字面量，以及通过下标来访问 OC 对象。下面介绍在 OC 中字面量的使用。
NSNumber 字面量
NSNumber 字面量支持有符号、没有符号的整数 (char, short, int, long, long long)，支持浮点数 (float, double)，也支持布尔值 (BOOL, C++ bool)。在 Objective-C 中，任何字母、数字和布尔值的字面量前面有 @ 都会被当成指向用 @ 后面的值创建的 NSNumber 对象。
void main(int argc, const char *argv[]) {
// character literals.
NSNumber *theLetterZ = @'Z'; // equivalent to [NSNumber numberWithChar:'Z']
// integral literals.
NSNumber *fortyTwo = @42; // equivalent to [NSNumber numberWithInt:42]
NSNumber *fortyTwoUnsigned = @42U; // equivalent to [NSNumber numberWithUnsignedInt:42U]
NSNumber *fortyTwoLong = @42L; // equivalent to [NSNumber numberWithLong:42L]
NSNumber *fortyTwoLongLong = @42LL; // equivalent to [NSNumber numberWithLongLong:42LL]
// floating point literals.
NSNumber *piFloat = @3.141592654F; // equivalent to [NSNumber numberWithFloat:3.141592654F]
NSNumber *piDouble = @3.1415926535; // equivalent to [NSNumber numberWithDouble:3.1415926535]
// BOOL literals.
NSNumber *yesNumber = @YES; // equivalent to [NSNumber numberWithBool:YES]
NSNumber *noNumber = @NO; // equivalent to [NSNumber numberWithBool:NO]
#ifdef __cplusplus
NSNumber *trueNumber = @true; // equivalent to [NSNumber numberWithBool:(BOOL)true]
NSNumber *falseNumber = @false; // equivalent to [NSNumber numberWithBool:(BOOL)false]
#endif
}
NSNumber 只支持数字前面带 @，举个例子：
#define INT_MAX 2147483647 /* max value for an int */
#define INT_MIN (-2147483647-1) /* min value for an int */
NSNumber 字面量支持 @INT_MAX，但是不支持 @INT_MIN，因为 INT_MIN 是一个表达式，@INT_MIN 称为嵌套表达式。NSNumber 字面量不支持 long double，所以类似于 @123.23L 这个写法是不合法，编译器会报错。
以前，BOOL 值只是 signed char 的 typedef，YES 是 (BOOL)1，NO 是 (BOOL)0。但是为了支持 @YES 和 @NO 这种写法，这些宏被重新定义：
#if __has_feature(objc_bool)
#define YES __objc_yes
#define NO __objc_no
#else
#define YES ((BOOL)1)
#define NO ((BOOL)0)
#endif
Objective-C++ 还支持 @true 和 @false 表达式，跟 @YES 和 @NO 是相同的。
嵌套表达式
NSString
现在 iOS 开发中使用 OC 字符串，都可以很简单的创建：NSString *str = @"some string.";，但是这个其实是 @ 加上一个 C 类型的字符串生成 NSString，这个也就是 NSString 字面量。跟前面的 NSNumber 很像，当 @ 后面跟的表达式是 (char *) 或者是 (const char *) 类型的，这个嵌套表达式的结果就是指向 NSString 对象的指针，这个 NSString 对象跟 C 字符串包含相同的字符，并且是以 \0 结尾和 UTF-8 编码。有个例子是将 C 字符串风格的命令行参数转成 NSString：
// Partition command line arguments into positional and option arguments.
NSMutableArray *args = [NSMutableArray new];
NSMutableDictionary *options = [NSMutableDictionary new];
while (--argc) {
const char *arg = *++argv;
if (strncmp(arg, "--", 2) == 0) {
options[@(arg + 2)] = @(*++argv); // --key value
} else {
[args addObject:@(arg)]; // positional argument
}
}
我们需要保证嵌套表达式中的 C 字符串是有效的，不能是 NULL，在运行时传递 NULL 会导致抛出异常。编译器也会尽可能拒绝向嵌套表达式中传递 NULL。
嵌套枚举
尽管枚举值是整数，但是枚举还是不能直接作为嵌套字面量使用，这样是为了避免前缀是 @ 符号的 Objective-C 关键字。枚举值必须放在嵌套表达式中，下面的例子表明了在字典中使用 AVAudioRecorder 枚举：
enum {
AVAudioQualityMin = 0,
AVAudioQualityLow = 0x20,
AVAudioQualityMedium = 0x40,
AVAudioQualityHigh = 0x60,
AVAudioQualityMax = 0x7F
};
- (AVAudioRecorder *)recordToFile:(NSURL *)fileURL {
NSDictionary *settings = @{ AVEncoderAudioQualityKey : @(AVAudioQualityMax) };
return [[AVAudioRecorder alloc] initWithURL:fileURL settings:settings error:NULL];
}
@(AVAudioQualityMax) 这种语法将 AVAudioQualityMax 转换成为整数类型，并转换成相应的值。如果枚举像下面一样申明了类型，则编译器会选择 NSNumber 正确的创建方法：
typedef enum: unsigned char {
Red,
Green,
Blue
} Color;
NSNumber *red = @(Red), *green = @(Green), *blue = @(Blue); // => [NSNumber numberWithUnsignedChar:]
集合字面量
使用字面量方式创建集合对象，需要注意避免 nil，如果在编译时期发现 nil，编译器会发出警告。在运行时期发现 nil，会抛出错误。
NSArray
使用字面量创建数组 NSArray *array = @[@"Hello", NSApp, [NSNumber numberWithInt:42]];
用字面量创建集合对象更加安全。数组字面量语法实际上是调用 +[NSArray arrayWithObjects:count:] 方法，这个方法会保证所有数组中的对象都是非 nil。+[NSArray arrayWithObjects:] 这个方法使用 nil 作为结束符号，可能会造成不可预期的结果。
数组对象还支持 C 语言的下标语法：
NSMutableArray *array = ...;
NSUInteger idx = ...;
id newObject = ...;
id oldObject = array[idx];
array[idx] = newObject; // replace oldObject with newObject
访问数组的下标是整数类型，编译器会根据是读取元素还是覆写元素展开成不同的方法。如果是读取元素，则会转换成 objectAtIndexedSubscript: 方法。如果是覆写元素，这会转换成 setObject:atIndexedSubscript: 方法。对于 NSArray 来说，访问 [0, array.count) 之外的位置编译器会抛出异常。对于 NSMutableArray 来说，给范围之内的位置赋值，会替换成这个值，但是给范围之外的位置赋值会抛出异常。没有给可变的数组提供插入、增加、删除元素的语法。
NSDictionary
使用字面量创建字典：
NSDictionary *dictionary = @{
@"name" : NSUserName(),
@"date" : [NSDate date],
@"processInfo" : [NSProcessInfo processInfo]
};
字典字面量也相似，字典字面量使用 +[NSDictionary dictionaryWithObjects:forKeys:count:] 方法来创建字典对象，这个方法会保证所有的键值都非 nil。+[NSDictionary dictionaryWithObjectsAndKeys:] 方法也是使用 nil 来作为结束符。
NSDictionary 的键必须要实现 <NSCopying> 协议，值必须要是 Objective-C 的对象。
字典对象同样支持下标范围元素：
NSMutableDictionary *dictionary = ...;
NSString *key = ...;
oldObject = dictionary[key];
dictionary[key] = newObject; // replace oldObject with newObject
访问字典的下标使用的对象，同样下标语法会根据读取还是覆写翻译成不用的方法。如果是读取元素，则会转换成 objectForKeyedSubscript: 方法。如果是覆写元素，这会转换成 setObject:forKeyedSubscript: 方法。
NSValue
NSValue 可以保存任何的数字类，例如：int/float/char，还可以保存对象和结构体，NSValue 永远都是不可变的。NSValue 是一个抽象类，真正发挥作用的是 NSValue 的子类，可以继承自 NSValue 类，但是 NSValue 不为子类提供存储空间，需要子类自己实现。此外，NSValue 子类还需要实现两个简单的方法。任何继承自 NSValue 的子类需要覆写 valueWithBytes:objCType: 和 getValue: 方法，这两个方法需要操作你提供的值的内存空间。NSValue 没有指定初始化函数，所以自定义的初始化函数只需要调用 super 的 init 方法就好了。NSValue 还遵守 NSCopying 和 NSSecureCoding 协议，如果子类需要支持 copying 和 coding，实现这两个协议的方法。
如果需要 NSValue 支持集合，NSValue 还需要重写 hash 方法。
如果你只想使用 NSValue 来包装你的数据结构，你可以不需要创建 NSValue 子类，使用分类是更好的选择。下面定义了 Polyhedron 结构体，并使用 NSValue 的分类方法来获得和储存 Polyhedron 结构体：
typedef struct {
int numFaces;
float radius;
} Polyhedron;
@interface NSValue (Polyhedron)
@property (readonly) Polyhedron polyhedronValue;
+ (instancetype)valuewithPolyhedron:(Polyhedron)value;
@end
@implementation NSValue (Polyhedron)
+ (instancetype)valuewithPolyhedron:(Polyhedron)value {
return [self valueWithBytes:&value objCType:@encode(Polyhedron)];
}
- (Polyhedron)polyhedronValue {
Polyhedron value;
[self getValue:&value];
return value;
}
@end
自定义的 C 结构体支持 Boxed Value
上面说了嵌套表达式支持 NSValue，而 NSValue 是支持结构体的，唯一的要求就是将结构体标记为 objc_boxable。
struct __attribute__((objc_boxable)) Point {
// ...
};
typedef struct __attribute__((objc_boxable)) _Size {
// ...
} Size;
typedef struct _Rect {
// ...
} Rect;
struct Point p;
NSValue *point = @(p); // ok
Size s;
NSValue *size = @(s); // ok
Rect r;
NSValue *bad_rect = @(r); // error
typedef struct __attribute__((objc_boxable)) _Rect Rect;
NSValue *good_rect = @(r); // ok
为了支持老版本的框架或者是第三方框架，需要使用 typedef 来添加这个特性，像这样 typedef struct __attribute__((objc_boxable)) _Rect Rect;。
警告
使用字面量和嵌套表达式创建的对象，在运行时不能保证唯一性，也不能保证是重新分配的内存。因此直接使用地址来判断对象是否相等是有问题的，例如：== \ != \ < \ <= \ > \ >= 这些运算符。应该使用 isEqual: 或者 compare: 方法来判断。
还有一点就是要注意检查是否支持新语法：
#if __has_feature(objc_array_literals)
// new way.
NSArray *elements = @[ @"H", @"He", @"O", @"C" ];
#else
// old way (equivalent).
id objects[] = { @"H", @"He", @"O", @"C" };
NSArray *elements = [NSArray arrayWithObjects:objects count:4];
#endif
#if __has_feature(objc_dictionary_literals)
// new way.
NSDictionary *masses = @{ @"H" : @1.0078, @"He" : @4.0026, @"O" : @15.9990, @"C" : @12.0096 };
#else
// old way (equivalent).
id keys[] = { @"H", @"He", @"O", @"C" };
id values[] = { [NSNumber numberWithDouble:1.0078], [NSNumber numberWithDouble:4.0026],
[NSNumber numberWithDouble:15.9990], [NSNumber numberWithDouble:12.0096] };
NSDictionary *masses = [NSDictionary dictionaryWithObjects:objects forKeys:keys count:4];
#endif
#if __has_feature(objc_subscripting)
NSUInteger i, count = elements.count;
for (i = 0; i < count; ++i) {
NSString *element = elements[i];
NSNumber *mass = masses[element];
NSLog(@"the mass of %@ is %@", element, mass);
}
#else
NSUInteger i, count = [elements count];
for (i = 0; i < count; ++i) {
NSString *element = [elements objectAtIndex:i];
NSNumber *mass = [masses objectForKey:element];
NSLog(@"the mass of %@ is %@", element, mass);
}
#endif
#if __has_attribute(objc_boxable)
typedef struct __attribute__((objc_boxable)) _Rect Rect;
#endif
#if __has_feature(objc_boxed_nsvalue_expressions)
CABasicAnimation animation = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"position"];
animation.fromValue = @(layer.position);
animation.toValue = @(newPosition);
[layer addAnimation:animation forKey:@"move"];
#else
CABasicAnimation animation = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"position"];
animation.fromValue = [NSValue valueWithCGPoint:layer.position];
animation.toValue = [NSValue valueWithCGPoint:newPosition];
[layer addAnimation:animation forKey:@"move"];
#endif