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入門
在 Objective-C 中，objc_object 和 objc_class 是運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)的核心結(jié)構(gòu)，用于表示對象和類。理解它們的結(jié)構(gòu)和關(guān)系對于掌握 Objective-C 的運(yùn)行時(shí)機(jī)制非常重要。
objc_object 結(jié)構(gòu)
objc_object 結(jié)構(gòu)代表一個(gè) Objective-C 對象。每個(gè) Objective-C 對象都有一個(gè) isa 指針，指向它的類對象。
objc_object 結(jié)構(gòu)示例
struct objc_object {
Class isa; // isa 指針，指向類對象
};
isa：這是一個(gè)指向類對象的指針，通過它可以找到對象所屬的類及其方法和其他元數(shù)據(jù)。
objc_class 結(jié)構(gòu)
objc_class 結(jié)構(gòu)代表一個(gè)類對象。類對象本質(zhì)上也是對象，因此它也有一個(gè) isa 指針，指向它的元類（meta-class）。此外，objc_class 結(jié)構(gòu)還包含了有關(guān)類的其他信息，如方法列表、成員變量、協(xié)議等。
objc_class 結(jié)構(gòu)示例
struct objc_class {
Class isa; // isa 指針，指向元類對象
Class super_class; // 指向父類對象
const char *name; // 類的名稱
long version; // 類的版本信息
long info; // 類的信息標(biāo)志位
long instance_size; // 實(shí)例的大小
struct objc_ivar_list *ivars; // 成員變量列表
struct objc_method_list **methodLists; // 方法列表數(shù)組
struct objc_cache *cache; // 方法緩存
struct objc_protocol_list *protocols; // 協(xié)議列表
};
objc_class 結(jié)構(gòu)字段解釋
isa：指向元類對象的指針。元類對象包含類方法和元類的元數(shù)據(jù)。super_class：指向父類對象的指針。實(shí)現(xiàn)繼承鏈。name：類的名稱。version：類的版本信息。info：類的信息標(biāo)志位，包含一些布爾值標(biāo)志。instance_size：實(shí)例的大小，表示分配對象內(nèi)存時(shí)需要的大小。ivars：成員變量列表，指向類的成員變量列表。methodLists：方法列表數(shù)組，指向類的方法列表。cache：方法緩存，指向方法調(diào)用的緩存。protocols：協(xié)議列表，指向類實(shí)現(xiàn)的協(xié)議列表。
objc_class 和 objc_object 的關(guān)系
在 Objective-C 中，類本身也是對象。這意味著 objc_class 結(jié)構(gòu)是 objc_object 結(jié)構(gòu)的一個(gè)子類。每個(gè)類對象都有一個(gè) isa 指針，指向其元類對象。元類對象也有一個(gè) isa 指針，指向根元類對象。
類和元類關(guān)系圖
+--------------------+ +--------------------+ +--------------------+
| 實(shí)例對象 | --> | 類對象 | --> | 元類對象 |
+--------------------+ +--------------------+ +--------------------+
| isa -> Class | | isa -> MetaClass | | isa -> RootMetaClass|
+--------------------+ +--------------------+ +--------------------+
| | | super_class | | super_class |
+--------------------+ +--------------------+ +--------------------+
實(shí)例對象 的 isa 指針指向類對象。類對象 的 isa 指針指向元類對象。元類對象 的 isa 指針指向根元類對象。
具體示例
以下是一個(gè)具體示例，展示如何使用 objc_object 和 objc_class 結(jié)構(gòu)：
#import
#import
@interface MyClass : NSObject
@end
@implementation MyClass
@end
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
MyClass *obj = [[MyClass alloc] init];
Class objClass = object_getClass(obj);
Class objMetaClass = object_getClass(objClass);
NSLog(@"Instance: %p", obj);
NSLog(@"Class: %p", objClass);
NSLog(@"MetaClass: %p", objMetaClass);
NSLog(@"Instance isa: %p", *(uintptr_t *)obj);
NSLog(@"Class isa: %p", *(uintptr_t *)objClass);
NSLog(@"MetaClass isa: %p", *(uintptr_t *)objMetaClass);
}
return 0;
}
在這個(gè)示例中，我們使用 object_getClass 函數(shù)獲取對象的類和元類，然后打印它們的內(nèi)存地址和 isa 指針。輸出結(jié)果顯示了對象、類和元類之間的關(guān)系。
小結(jié)
objc_object：表示一個(gè) Objective-C 對象，包含一個(gè) isa 指針，指向類對象。objc_class：表示一個(gè)類對象，包含 isa 指針、父類指針、方法列表、成員變量等信息。類和元類：類對象也是對象，isa 指針指向元類對象，元類對象的 isa 指針指向根元類對象。
理解 objc_object 和 objc_class 的結(jié)構(gòu)及其關(guān)系，有助于深入掌握 Objective-C 的運(yùn)行時(shí)機(jī)制和面向?qū)ο缶幊棠Ｐ汀?/p>
拓展
objc_object 結(jié)構(gòu)代表一個(gè) Objective-C 對象，objc_class 結(jié)構(gòu)代表一個(gè)類對象，那么什么結(jié)構(gòu)代表元類對象 ？什么結(jié)構(gòu)代表根元類對象 ？
在 Objective-C 中，類對象和元類對象實(shí)際上使用相同的結(jié)構(gòu)體，即 objc_class 結(jié)構(gòu)體。元類對象是特殊的類對象，用于存儲類方法。當(dāng)一個(gè)類對象調(diào)用類方法時(shí)，這個(gè)調(diào)用實(shí)際上是通過它的元類對象實(shí)現(xiàn)的。
類對象、元類對象和根元類對象
類對象：用于存儲實(shí)例方法和實(shí)例變量。元類對象：用于存儲類方法。每個(gè)類對象都有一個(gè)對應(yīng)的元類對象。根元類對象：所有元類的終極元類，通常是 NSObject 的元類。
objc_class 結(jié)構(gòu)體
objc_class 結(jié)構(gòu)體同時(shí)表示類對象和元類對象。以下是 objc_class 結(jié)構(gòu)體的定義：
struct objc_class {
Class isa; // 指向元類對象
Class super_class; // 指向父類對象或父元類對象
const char *name; // 類的名稱
long version; // 類的版本信息
long info; // 類的信息標(biāo)志位
long instance_size; // 實(shí)例的大小
struct objc_ivar_list *ivars; // 成員變量列表
struct objc_method_list **methodLists; // 方法列表數(shù)組
struct objc_cache *cache; // 方法緩存
struct objc_protocol_list *protocols; // 協(xié)議列表
};
類對象和元類對象之間的關(guān)系
每個(gè)類對象都有一個(gè) isa 指針，指向其元類對象。元類對象的 isa 指針指向根元類對象。根元類對象 (通常是 NSObject 的元類) 的 isa 指針指向自己，這構(gòu)成了一個(gè)循環(huán)，表示類對象體系的終點(diǎn)。
元類對象和根元類對象的關(guān)系圖
+-------------------+ +-------------------+ +-------------------+
| 實(shí)例對象 | --> | 類對象 | --> | 元類對象 |
+-------------------+ +-------------------+ +-------------------+
| isa -> Class | | isa -> MetaClass | | isa -> RootMetaClass|
+-------------------+ +-------------------+ +-------------------+
| | | super_class | | super_class |
+-------------------+ +-------------------+ +-------------------+
具體的例子
假設(shè)我們有一個(gè)類 MyClass，它繼承自 NSObject，我們可以構(gòu)造以下關(guān)系：
@interface MyClass : NSObject
@end
@implementation MyClass
@end
在內(nèi)存中的關(guān)系可以表示為：
MyClass instance -> MyClass -> MyClass's MetaClass -> NSObject's MetaClass -> NSObject's MetaClass (itself)
代碼示例
下面的代碼展示了如何獲取和打印類對象和元類對象的信息：
#import
#import
@interface MyClass : NSObject
@end
@implementation MyClass
@end
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
MyClass *obj = [[MyClass alloc] init];
Class objClass = object_getClass(obj); // 獲取類對象
Class objMetaClass = object_getClass(objClass); // 獲取元類對象
Class rootMetaClass = object_getClass(objMetaClass); // 獲取根元類對象
NSLog(@"Instance: %p", obj);
NSLog(@"Class: %p", objClass);
NSLog(@"MetaClass: %p", objMetaClass);
NSLog(@"RootMetaClass: %p", rootMetaClass);
NSLog(@"Instance isa: %p", *(uintptr_t *)obj);
NSLog(@"Class isa: %p", *(uintptr_t *)objClass);
NSLog(@"MetaClass isa: %p", *(uintptr_t *)objMetaClass);
NSLog(@"RootMetaClass isa: %p", *(uintptr_t *)rootMetaClass);
}
return 0;
}
輸出結(jié)果
運(yùn)行上面的代碼，輸出結(jié)果可能如下：
Instance: 0x600003b7a0c0
Class: 0x10f512340
MetaClass: 0x10f512370
RootMetaClass: 0x10f512370
Instance isa: 0x10f512340
Class isa: 0x10f512370
MetaClass isa: 0x10f512370
RootMetaClass isa: 0x10f512370
在這個(gè)示例中，我們看到：
實(shí)例對象的 isa 指針指向類對象。類對象的 isa 指針指向元類對象。元類對象的 isa 指針指向根元類對象。根元類對象的 isa 指針指向自己。
總結(jié)
objc_object：表示一個(gè)實(shí)例對象，包含一個(gè) isa 指針，指向類對象。objc_class：表示一個(gè)類對象，包含 isa 指針、父類指針、方法列表等信息。類對象和元類對象使用相同的結(jié)構(gòu)體。元類對象：也是 objc_class 結(jié)構(gòu)體，isa 指針指向根元類對象。根元類對象：isa 指針指向自己，終結(jié)了類對象體系的循環(huán)。
理解這些結(jié)構(gòu)和關(guān)系對于掌握 Objective-C 運(yùn)行時(shí)的動(dòng)態(tài)特性和面向?qū)ο缶幊棠Ｐ头浅Ｖ匾?/p>
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