objective-c - 如何在子类中复制NSArray内存语义

Question

问题
在我的arc项目中，我有一个管理对象的类，名为LazyMutableArray。有些对象实际上是nil，但我的集合的用户永远不会知道这一点；因此，我将它设为NSMutableArray的子类，它尝试执行“相同的操作”。特别是，对象在添加时被保留。
现在让我们看看其他方法的内存行为。原来NSArray销毁方法是documented by Apple的一个例外，因为它们释放的不是自动释放的对象。
关于addObject:+objectAtIndex:+数组销毁的组合是否被苹果记录为永远不会自动删除，或者只是碰巧出现在我测试的示例和苹果包含的示例中，存在一些争论。
如何在子类中创建具有完全相同内存语义的方法？
最后更新
经过一番思考，我决定在这种情况下，基于NSMutableArray的实现比基于NSPointerArray的实现更合适。我要注意的是，新的类与前一个实现具有相同的retain/autorelease对。
多亏了rob napier，我发现对objectAtIndex:方法的任何修改都不会改变这种行为，这回答了我最初关于这种方法的问题。
在实践层面上，一些人说任何方法都可以无缘无故地处理一对额外的retain/autorelease对；期望其他方法是不合理的，试图找出哪些方法做到了这一点，哪些没有做到这一点也是不合理的。这对我来说是一个很好的学习机会。
代码（基于NSMutableArray）可在github获得：implementation，header，test（即-testLazyMutableMemorySemantics）。
谢谢大家的参与。
为什么我试图将NSMutableArray子类化：
我同意，子类化基础对象并不总是一个合适的解决方案。在这种情况下，我有对象（事实上，odata资源），其中大多数都有子对象。子对象数组最自然的类显然是NSArray。在我看来，换一个班似乎没什么意义。
但是对于odata集合，这个“子对象数组”作为nsarray，必须有不同的实现。具体地说，对于1000个元素的集合，鼓励服务器以批（比如）20的形式返回集合，而不是一次返回所有集合。如果有其他模式适合这种情况，我洗耳恭听。
我是怎么找到这个的
我对这个集合进行了单元测试，可以将值放入数组，从数组中读取，等等。到目前为止，还不错。但是，我意识到返回对象会增加其保留计数。
我怎么看？假设我在lazy数组中插入两个对象，一个弱保持，一个强保持（参见代码*）。然后按预期，retain count oflazy为1。但现在我读到元素：

XCTAssertEqual(weakSingleton, lazy[0], @"Correct element storage"); // line B

在调试器中，我看到retain计数增加到2。当然， weakSingleton可能会给我错误的信息，所以让我们尝试通过

lazy[0] = nil; // yep, does the right thing
XCTAssertNil(weakSingleton, @"Dropped by lazy array"); // line C <-- FAIL

实际上，我们看到 -retainCount没有被释放。
现在你可能已经猜到了，它不仅仅是一个retain，它是一个自动释放的retain——在b行周围放置一个 weakSingleton来释放 @autorelease。这一对的确切来源并不明显，但似乎来自 weakSingleton（不幸的是，并非来自arc的 NSPointerArray -addPointer:）。但是，我不想返回一个自动释放的对象，并使方法语义不同于它的超类！
毕竟，我要重写的方法nsmutablearray-objectatindex:`，不会这样做；如果释放一个数组，它返回的对象将立即释放loc，如苹果示例中所述。这就是我想要的：修改a行周围的方法，使它返回的对象没有额外的retain/autorelease对。我不确定编译器是否应该让我这么做：）
注1：我可以为单个文件关闭arc，但这将是我的第一个非arc objective-c代码。在任何情况下，行为都可能不是来自arc。
注意2有什么好大惊小怪的？在这种情况下，我可以更改单元测试，但事实上，通过添加或删除行b，我将更改行c的单元测试结果。
换句话说，我的方法 [[object retain] autorelease]所描述的行为本质上是，通过读取索引0处的对象，我实际上正在更改此对象的保留计数，这意味着我可能会遇到意外的错误。
注3当然，如果对此不做任何事情，我将记录此行为并继续；也许，这确实应该被视为一个实现细节，而不是包含在测试中。
实施的相关方法

    @implementation LazyMutableArray {
        NSPointerArray *_objects; 
        // Created lazily, only on -setCount:, insert/add object.
    }

    - (id)objectAtIndex:(NSUInteger)index {
        @synchronized(self) {
            if (index >= self.count) {
                return nil;
            }
            __weak id object = [_objects pointerAtIndex:index];
                if (object) {
                    return object;
                }
            }

        // otherwise do something else to compute a return value
        // but this branch is never called in this test
        [self.delegate array:self missingObjectAtIndex:index];

        @synchronized(self) {
            if (index >= self.count) {
                return nil;
            }
            __weak id object = [_objects pointerAtIndex:index];
            if (object) {
                return object;
            }
        }
        @throw([NSException exceptionWithName:NSObjectNotAvailableException
                               reason:@"Delegate was not able to provide a non-nil element to a lazy array"
                             userInfo:nil]);

    }

    - (void)createObjects {
        if (!_objects) {
            _objects = [NSPointerArray strongObjectsPointerArray];
        }
    }

    - (void)addObject:(id)anObject {
       [self createObjects];
       [_objects addPointer:(__bridge void*)anObject];
    }

完整的测试代码：

// Insert two objects into lazy array, one held weakly, one held strongly.

NSMutableArray * lazy = [LazyMutableArray new];
id singleton = [NSMutableArray new];
[lazy addObject:singleton];

__weak id weakSingleton = singleton;
singleton = [NSMutableDictionary new];
[lazy addObject:singleton];

XCTAssertNotNil(weakSingleton, @"Held by lazy array");
XCTAssertTrue(lazy.count == 2, @"Cleaning and adding objects");

//    @autoreleasepool {
XCTAssertEqual(weakSingleton, lazy[0], @"Correct element storage");
XCTAssertEqual(singleton, lazy[1], @"Correct element storage");
//    }

lazy = nil;

XCTAssertNotNil(singleton, @"Not dropped by lazy array");
XCTAssertNil(weakSingleton, @"Dropped by lazy array");

最后一行失败，但如果我将第一行更改为 [LazyMutableArray -objectAtIndex]或取消注释 lazy = [NSMutableArray new]，则成功。

Answer 1

首先，我不会做这个子类。这正是NSPointerArray的作用。把它包装成 掩盖了这种方法可以打破的重要细节。例如，如果 NSArray包含空值，那么 [NSArray arrayWithArray:lazyMutableArray]的正确行为是什么？假设 lazyMutableArray永远不能包含NULL的算法需要警惕这一事实。确实，你可以得到类似的处理不保留的 NSArray作为 CFArray；我从经验中说这就是为什么这种子类非常危险（为什么我几年前就不再这么做了）。不要创建一个子类，该子类不能在其超类可以使用的所有情况下使用（ LSP）。
如果您有一个具有新语义的集合，我将从 NSArray对其进行子类化，并使其符合 NSObject。看看 <NSFastEnumeration>如何不是 NSPointerArray的子类。这不是意外。面对同样的问题，注意苹果选择的方向。
到目前为止，你可能猜到它不仅仅是一个保留，它是自动保存的——在B行周围放置一个@ AutoReleLoad释放弱SuntLon。这似乎是因为A行的下弧转换为[[对象保留]自动释放]。但是，我不想返回一个自动释放的对象并让调用者记住这一点！
打电话的人不应该有其他的想法。调用方从不自由地假定方法不添加平衡的自动删除。如果来电者希望自动释放池耗尽，那是他们的责任。
所有这些都是说，如果不需要额外的自动操作，有一些好处，这是一个有趣的学习机会。
我将首先把这段代码简化为最简单的形式，完全不使用您的子类。只需探索 NSArray的工作原理：

__weak id weakobject;
@autoreleasepool
{
  NSPointerArray *parray = [NSPointerArray strongObjectsPointerArray];
  {
    id object = [NSObject new];
    [parray addPointer:(__bridge void*)object];
    weakobject = object;
  }
  parray = nil;
}
NSAssert(!weakobject, @"weakobject still exists");

我在这里的结构（比如额外的嵌套块）是为了避免意外地创建我不想创建的强引用而设计的。
在我的实验中，如果没有autoreleasepool，这个方法就会失败。这表示正在添加额外的retain/autorelease，或者通过调用 NSPointerArray，而不是通过arc修改接口。
如果你不使用这个例子，我会有兴趣深入挖掘。这是一个很有趣的问题，即使我不认为你应该用这种方式进行子类化。