Objective-C基础教程-杰瑞科技汇

前言：为什么学习 Objective-C？

尽管现在 Apple 主推 Swift 语言，但 Objective-C 仍然是：

（图片来源网络，侵删）

维护旧项目：大量成熟的 Apple 应用和第三方库都是用 Objective-C 编写的。
理解底层：学习 Objective-C 能让你更深入地理解 Objective-C Runtime，从而更好地理解 Swift 的一些底层机制和消息转发机制。
生态系统兼容：当你需要使用某个只有 Objective-C 版本的库时,你必须能读懂它。

第一部分：核心概念 - 从 C 到面向对象

Objective-C 是 C 语言的超集，这意味着任何合法的 C 代码都是合法的 Objective-C 代码，它在此基础上增加了 Smalltalk 风格的面向对象特性。

语法特点：消息传递 vs. 函数调用

这是理解 Objective-C 的关键。

C/Java/C# 风格（函数调用）：[对象函数] 这种方式更像是直接调用对象的一个方法，强调“行为”。
Objective-C 风格（消息传递）：[对象消息: 参数] 这种方式更像是给对象发送一个消息，对象收到消息后决定如何响应（即调用哪个方法），它强调“通信”。

示例：

// C 风格函数调用
int result = add(3, 5); 
// Objective-C 风格消息传递
NSString *greeting = @"Hello";
NSUInteger length = [greeting length]; // 给 greeting 对象发送 "length" 消息

关键字和符号

Objective-C 引入了一些独特的符号,初学者可能会感到困惑：

（图片来源网络，侵删）

用于标记 Objective-C 特有的类型或字面量。
- @interface, @implementation, @end：定义类和实现类的开始与结束。
- @class：向前声明一个类。
- @property：声明一个属性。
- @synthesize / @dynamic：合成或动态生成属性的 getter/setter 方法（现代 Xcode 中 @synthesize 通常是自动的）。
- @selector()：获取一个方法的 SEL（方法选择器）。
- 定义 NSString 字符串字面量。
- @YES, @NO：定义布尔值。
- @16：定义 NSNumber 数值字面量。
指针符号，在 Objective-C 中，所有对象（如 NSString, NSArray）都通过指针来引用，所以声明对象变量时，类型名前总有一个。
(减号) 和 (加号)：
- (实例方法)：作用于类的实例（对象）上,必须先创建对象才能调用。
- (类方法)：作用于类本身，无需创建实例即可调用,通常用于创建新实例或作为工具方法。

第二部分：面向对象编程

类的声明与实现

一个完整的类分为两部分：接口（声明）和实现。

a. 接口

在 .h 文件中定义，告诉编译器这个类有什么（属性和方法）。

// Person.h
#import <Foundation/Foundation.h> // Apple 基础框架，必须导入
// @interface 声明一个名为 Person 的类，继承自 NSObject
// NSObject 是所有 Objective-C 类的根类
@interface Person : NSObject
// --- 属性 ---
// @property 声明一个名为 name 的属性
// strong: 强引用，表示该属性对对象拥有所有权，ARC (自动引用计数) 会自动管理内存。
// nonatomic: 非原子性，性能更高，在多线程环境下不安全。
@property (nonatomic, strong) NSString *name;
@property (nonatomic, assign) NSInteger age; // assign: 用于基本数据类型，不涉及内存管理
// --- 方法 ---
// 实例方法，以 - 开头
- (void)sayHello;
// 类方法，以 + 开头，用于创建新实例
+ (instancetype)personWithName:(NSString *)name andAge:(NSInteger)age;
@end

b. 实现

在 .m 文件中定义,告诉编译器这些属性和方法具体是如何工作的。

// Person.m
#import "Person.h" // 导入自己的头文件
@implementation Person
// @synthesize 自动为 name 属性生成 _name 成员变量和 getter/setter 方法
// (现代 Xcode 默认自动完成，可以不写)
@synthesize name = _name;
// 实现 sayHello 方法
- (void)sayHello {
    // NSLog 是 Foundation 框架中的打印函数，类似于 printf
    // %@ 是一个格式说明符，用于打印对象
    NSLog(@"Hello, my name is %@ and I'm %ld years old.", self.name, (long)self.age);
}
// 实现 personWithName:andAge 类方法
+ (instancetype)personWithName:(NSString *)name andAge:(NSInteger)age {
    // alloc: 分配内存，创建一个未初始化的 Person 对象
    // init: 初始化对象
    // self: 在方法内部指代当前实例（在类方法中指代当前类）
    return [[self alloc] initWithName:name andAge:age];
}
// 私有的初始化方法
- (instancetype)initWithName:(NSString *)name andAge:(NSInteger)age {
    // 调用父类的初始化方法
    self = [super init];
    if (self) {
        // 初始化成员变量
        _name = [name copy]; // 对字符串使用 copy 是一个好习惯，防止外部修改
        _age = age;
    }
    return self;
}
@end

使用类

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "Person.h" // 导入我们刚刚定义的 Person 类
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool { // 自动释放池，用于管理内存
        // 1. 创建 Person 对象
        Person *person1 = [Person personWithName:@"Alice" andAge:30];
        // 2. 调用方法
        [person1 sayHello]; // 输出: Hello, my name is Alice and I'm 30 years old.
        // 3. 访问属性
        person1.age = 31;
        NSLog(@"%@ is now %ld years old.", person1.name, (long)person1.age);
    }
    return 0;
}

第三部分：Foundation 框架常用类

Foundation 框架是 Objective-C 的基石,提供了大量核心数据类型和实用工具。

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NSString

字符串是不可变的（一旦创建，内容不能改变）。

NSString *str1 = @"Hello"; // 字面量创建
NSString *str2 = [[NSString alloc] initWithFormat:@"World, %@", str1]; // 格式化创建
// 常用方法
NSUInteger len = str1.length; // 获取长度
BOOL hasHello = [str1 containsString:@"lo"]; // 是否包含子串
NSString *upperStr = str1.uppercaseString; // 转大写

NSMutableString

可变字符串。

NSMutableString *mutableStr = [NSMutableString stringWithString:@"Hello"];
[mutableStr appendString:@" World!"]; // 追加字符串
[mutableStr replaceCharactersInRange:NSMakeRange(6, 5) withString:@"Objective-C"]; // 替换

NSArray

不可变数组,存放对象。

NSArray *array1 = @[@"One", @"Two", @"Three"]; // 字面量创建，最常用
NSArray *array2 = [NSArray arrayWithObjects:@"A", @"B", @"C", nil]; // 传统方式
// 访问元素
NSString *firstItem = array1.firstObject; // 获取第一个对象，比 objectAtIndex: 更安全
NSString *secondItem = array1[1]; // 使用下标访问 (iOS 6+)
// 获取数量
NSUInteger count = array1.count;

NSMutableArray

可变数组。

NSMutableArray *mutableArray = [NSMutableArray arrayWithArray:array1];
[mutableArray addObject:@"Four"]; // 添加对象
[mutableArray removeObjectAtIndex:0]; // 移除对象

NSDictionary

不可变字典,键值对存储。

NSDictionary *dict1 = @{@"name": @"Bob", @"age": @25}; // 字面量创建
NSDictionary *dict2 = [NSDictionary dictionaryWithObjectsAndKeys:@"Alice", @"name", @30, @"age", nil];
// 访问值
NSString *name = dict1[@"name"]; // 通过键访问

NSMutableDictionary

可变字典。

NSMutableDictionary *mutableDict = [NSMutableDictionary dictionaryWithDictionary:dict1];
[mutableDict setObject:@"Engineer" forKey:@"job"]; // 添加/修改键值对
[mutableDict removeObjectForKey:@"age"]; // 移除键值对

第四部分：内存管理 (Modern Objective-C with ARC)

ARC (Automatic Reference Counting) 是现代 Objective-C 的自动内存管理机制，开发者无需手动调用 retain, release, autorelease。

强引用 vs. 弱引用

strong (默认): 强引用，只要有一个强引用指向对象,对象就不会被销毁。
weak: 弱引用，不增加对象的引用计数，当对象被销毁时，弱引用会自动被置为 nil，主要用于避免循环引用。

循环引用示例：

@interface A : NSObject
@property (nonatomic, strong) B *bObj;
@end
@interface B : NSObject
@property (nonatomic, strong) A *aObj;
@end
// 当 aObj 和 bObj 互相强引用时，它们将永远不会被释放，导致内存泄漏。

解决方案：使用 weak

// 在 B.h 中
@property (nonatomic, weak) A *aObj; // 将 aObj 改为 weak 引用

`@property` 修饰符总结

修饰符	适用类型	作用
`strong`	对象类型	默认值，拥有对象所有权
`weak`	对象类型	不拥有所有权，用于打破循环引用
`copy`	对象类型 (如 NSString, NSArray)	创建一个副本，防止外部修改影响内部值
`assign`	基本数据类型 (NSInteger, CGRect, BOOL)	简单赋值，不涉及内存管理
`readonly`	所有	只生成 getter 方法，不生成 setter
`readwrite`	所有	同时生成 getter 和 setter (默认)

第五部分：块

块是 C 语言、Objective-C 和 Swift 中的匿名函数，类似于其它语言中的闭包或 Lambda 表达式，它捕获了定义时的作用域,可以在任何地方执行。

声明和使用

// 定义一个块变量，它没有参数，返回一个 NSString
NSString (^myBlock)(void) = ^{
    return @"This is a block!";
};
// 调用块
NSLog(@"%@", myBlock());
// 带参数和返回值的块
NSInteger (^addBlock)(NSInteger, NSInteger) = ^(NSInteger a, NSInteger b) {
    return a + b;
};
NSLog(@"%ld", (long)addBlock(10, 20));

在方法中使用块

这在异步操作（如网络请求）中非常常见。

// 定义一个使用块作为参数的方法
- (void)performTaskWithCompletion:(void (^)(NSString *result, NSError *error))completion {
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        // 模拟耗时操作
        [NSThread sleepForTimeInterval:2.0];
        NSString *result = @"Task completed!";
        NSError *error = nil;
        // 在主线程中执行回调
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            if (completion) {
                completion(result, error);
            }
        });
    });
}
// 调用方法
[self performTaskWithCompletion:^(NSString *result, NSError *error) {
    if (error) {
        NSLog(@"Error: %@", error.localizedDescription);
    } else {
        NSLog(@"Success: %@", result); // 2秒后输出: Success: Task completed!
    }
}];

总结与下一步

恭喜你，你已经掌握了 Objective-C 的基础知识！现在你可以：

阅读和理解 大量的开源 Objective-C 代码和 Apple 的旧版示例。
维护和修改 现有的 Objective-C 项目。
为 Swift 项目编写 Objective-C 混编代码。

下一步学习建议：

深入 Runtime：了解 isa 指针、消息转发机制 (method swizzling)。
Core Data：Apple 的持久化框架。
网络编程：使用 NSURLSession 进行网络请求。
与 Swift 互操作：学习如何在同一个项目中混合使用 Swift 和 Objective-C。

Objective-C 的语法可能看起来有些繁琐，但它是一门非常强大和灵活的语言，深刻理解它将极大地提升你在 Apple 平台开发领域的深度和广度。

Objective-C基础教程

前言：为什么学习 Objective-C？

第一部分：核心概念 - 从 C 到面向对象

语法特点：消息传递 vs. 函数调用

关键字和符号

第二部分：面向对象编程

类的声明与实现

a. 接口

b. 实现

使用类

第三部分：Foundation 框架常用类

NSString

NSMutableString

NSArray

NSMutableArray

NSDictionary

NSMutableDictionary

第四部分：内存管理 (Modern Objective-C with ARC)

强引用 vs. 弱引用

@property 修饰符总结

第五部分：块

声明和使用

在方法中使用块

总结与下一步

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`@property` 修饰符总结