ios - 我如何实现苹果集群模式中的行为(NSString 和 NSCFString)

Question

我只是出于测试目的编写以下代码:

NSString *aStr = [[NSString alloc] initWithFormat:@"Foo"];
aStr = [aStr initWithFormat:@"Bar"];//Crashed here

我收到以下错误:

*** initialization method -initWithFormat:locale:arguments: cannot be sent to an abstract object of class __NSCFString: Create a concrete instance!

如果我写下面的代码同样的事情发生

NSString *aStr = [NSString alloc];
aStr = [aStr initWithFormat:@"Foo"];
aStr = [aStr initWithFormat:@"Bar"]; //Crashed here

通过谷歌我知道 initWithFormat将返回 NSCFString目的。
我的问题是如果 NSCFString是 NSString 的派生类那为什么我不能调用 initWithFormat NSCFString上的方法.如果可以停止可见性，我该如何在代码中实现。

Answer 1

让我们来调查一下 NSString类集群在内部工作:

NSString *factory = [NSString alloc];
NSString *theInstance = [factory initWithString:@"I am constant"];
NSLog(@"factory class: %@, instance class: %@", [factory class], [theInstance class]);

输出是:

factory class: NSPlaceholderString, instance class: __NSCFConstantString

如您所见， alloc方法返回 NSPlaceholderString 的实例.它是一个“工厂”类，实现了所有 init... NSString 中声明的方法.这些方法返回 NSString 的具体(私有(private))子类。 .它返回 __NSCFConstantString在这个例子中。

如果将第一行更改为

NSString *factory = [NSMutableString alloc];

输出将变为:

NSPlaceholderMutableString, instance class: __NSCFString

所以可变和不可变字符串有不同的工厂类，这些工厂返回不同的子类。

您甚至可以在 iOS 运行时 header 中检查私有(private)子类的层次结构: here和 here .

现在让我们看看当我们调用 initWithString: 时会发生什么。在 __NSCFConstantString 的实例上我们刚刚创建。

[theInstance initWithString:@"Crash"];

正如您所料 - 它崩溃了。在堆栈跟踪中，我们可以看到 -[NSString initWithCharactersNoCopy:length:freeWhenDone:]方法被调用，抛出异常:

'NSInvalidArgumentException', reason: '*** initialization method -initWithCharactersNoCopy:length:freeWhenDone: cannot be sent to an abstract object of class __NSCFConstantString: Create a concrete instance!'

所以我们可以猜测 NSString 中的这个初始化器类实际上是一个抽象方法(有点——Objective-C 中没有抽象方法，所以它在调用时会抛出异常)。

该方法在工厂类 NSPlaceholderString中实现.但它并没有在所有具体的子类中实现，所以如果你调用任何 init...方法，它将调用 NSString抛出异常的实现。

让我们把它们放在一起，构建 NSString 的一小部分。类集群。它真的很简单，可能与真正的实现完全不同，但我只是想展示一下这个想法。

@interface NSPlaceholderString : NSString
@end

@interface __NSCFConstantString : NSString
@end


@implementation NSString

+ (instancetype)alloc {
    return [[NSPlaceholderString alloc] init];
}

- (instancetype)initWithCharactersNoCopy:(unichar *)characters length:(NSUInteger)length freeWhenDone:(BOOL)freeBuffer {
    [NSException raise:NSInvalidArgumentException format:@" initialization method -initWithCharactersNoCopy:length:freeWhenDone: cannot be sent to an abstract object of class %@: Create a concrete instance!'", [self class]];
    return nil;
}

- (instancetype)initWithString:(NSString *)aString {
//this method has to call the "abstract" initializer somewhere. The real implementation is probably more complex, this single line is here for simplicity
    return [self initWithCharactersNoCopy:[aString UTF8String] length:[aString length] freeWhenDone:YES];       
}

@end

@implementation NSPlaceholderString

- (instancetype)initWithCharactersNoCopy:(unichar *)characters length:(NSUInteger)length freeWhenDone:(BOOL)freeBuffer {
    __NSCFConstantString *concreteClassInstance = ...; // create the concrete instance. 
    return concreteClassInstance;
}

@end

@implementation __NSCFConstantString

//implement all the needed methods here. But do NOT implement initWithCharactersNoCopy:length:freeWhenDone:

@end