SEL
這個(gè)很有趣。SEL是“selector”的一個(gè)類型，表示一個(gè)方法的名字。比如以下方法：

-[Foo count] 和 -[Bar count] 使用同一個(gè)selector，它們的selector叫做count。

在上面的頭文件里我們看到，SEL是指向 struct objc_selector的指針，但是objc_selector是什么呢？那么實(shí)際上，你使用GNU Objective-C的運(yùn)行時(shí)間庫(kù)和NeXT Objective-C的運(yùn)行運(yùn)行時(shí)間庫(kù)（Mac OS X使用NeXT的運(yùn)行時(shí)間庫(kù)）時(shí),它們的定義是不一樣的。實(shí)際上Mac OSX僅僅將SEL映射為C字符串。比如，我們定義一個(gè)Foo的類，這個(gè)類帶有一個(gè)- (int) blah方法，那么以下代碼：

    NSLog (@"SEL=%s", @selector(blah));
  

會(huì)輸出為 SEL=blah。

說白了SEL就是返回方法名。

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這樣的機(jī)制大大的增加了我們的程序的靈活性，我們可以通過給一個(gè)方法傳遞SEL參數(shù)，讓這個(gè)方法動(dòng)態(tài)的執(zhí)行某一個(gè)方法；我們也可以通過配置文件指定需要執(zhí)行的方法，程序讀取配置文件之后把方法的字符串翻譯成為SEL變量然后給相應(yīng)的對(duì)象發(fā)送這個(gè)消息。

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在 Objective-C 運(yùn)行時(shí)庫(kù)中，selector 是作為數(shù)組來管理的。這都是從效率的角度出發(fā)：函數(shù)調(diào)用的時(shí)候，不是通過方法名字比較而是指針值的比較來查找方法，由于整數(shù)的查找和匹配比字符串要快得多，所以這樣可以在某種程度上提高執(zhí)行的效率。

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這樣就必須保證所有類中的 selector 須指向同一實(shí)體（數(shù)組）。一旦有新的類被定義，其中的 selector 也需要映射到這個(gè)數(shù)組中。

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實(shí)際情況下，總共有兩種 selector 的數(shù)組：預(yù)先定義好的 內(nèi)置selector數(shù)組 和用于 動(dòng)態(tài)追加的selector數(shù)組 。

• 內(nèi)置selector

      #define NUM_BUILTIN_SELS 16371
/* base-2 log of greatest power of 2 < NUM_BUILTIN_SELS */
#define LG_NUM_BUILTIN_SELS 13

static const char * const _objc_builtin_selectors［NUM_BUILTIN_SELS］ = {
    ".cxx_construct",
    ".cxx_destruct",
    "CGColorSpace",
    "CGCompositeOperationInContext:",
    "CIContext",
    "CI_affineTransform",
    "CI_arrayWithAffineTransform:",
    "CI_copyWithZone:map:",
    "CI_initWithAffineTransform:",
    "CI_initWithRect:",
    "CI_rect",
    "CTM",
    "DOMDocument",
    "DTD",
    ...

};
    

• 動(dòng)態(tài)追加selector

另一個(gè)用于動(dòng)態(tài)追加的 selector,其定義在 objc-sel.m 和 objc-sel-set.m? 文件中 新的 selector 都被追加到 _buckets 成員中，其中追加和搜索使用 Hash 算法。

    static struct __objc_sel_set *_objc_selectors = NULL;

struct __objc_sel_set {
    uint32_t _count;
    uint32_t _capacity;
    uint32_t _bucketsNum;
    SEL *_buckets;
};
  

IMP
從上面的頭文件中我們可以看到，IMP定義為

    id (*IMP) (id, SEL, …)
  

這樣說來， IMP是一個(gè)指向函數(shù)的指針，這個(gè)被指向的函數(shù)包括id(“self”指針)，調(diào)用的SEL（方法名），再加上一些其他參數(shù)。

說白了IMP就是實(shí)現(xiàn)方法。

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我們?nèi)〉昧撕瘮?shù)指針之后，也就意味著我們?nèi)〉昧藞?zhí)行的時(shí)候的這段方法的代碼的入口，這樣我們就可以像普通的 C語言函數(shù)調(diào)用一樣使用這個(gè)函數(shù)指針。當(dāng)然我們可以把函數(shù)指針作為參數(shù)傳遞到其他的方法，或者實(shí)例變量里面，從而獲得極大的動(dòng)態(tài)性。我們獲得了動(dòng)態(tài)性，但 是付出的代價(jià)就是編譯器不知道我們要執(zhí)行哪一個(gè)方法所以在編譯的時(shí)候不會(huì)替我們找出錯(cuò)誤，我們只有執(zhí)行的時(shí)候才知道，我們寫的函數(shù)指針是否是正確的。所 以，在使用函數(shù)指針的時(shí)候要非常準(zhǔn)確地把握能夠出現(xiàn)的所有可能，并且做出預(yù)防。尤其是當(dāng)你在寫一個(gè)供他人調(diào)用的接口API的時(shí)候，這一點(diǎn)非常重要。

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Method
在objc/objc-class.h中定義了叫做Method的類型，是這樣定義的：

    typedef struct objc_method *Method;
struct objc_method {
    SEL method_name;
    char *method_types;
    IMP method_imp;
};
  

這個(gè)定義看上去包括了我們上面說過的其他類型。也就是說，Method（我們常說的方法）表示一種類型，這種類型與selector和實(shí)現(xiàn)(implementation)相關(guān)。

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最初的SEL是方法的名稱method_name。char型的method_types表示方法的參數(shù)。最后的IMP就是實(shí)際的函數(shù)指針，指向函數(shù)的實(shí)現(xiàn)。

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Class
從上文的定義看，Class（類）被定義為一個(gè)指向struct objc_class的指針，在objc/objc-class.h中它是這么定義的：

    struct objc_class {
    struct objc_class *isa;
    struct objc_class *super_class;
    const char *name;
    long version;
    long info;
    long instance_size;
    struct objc_ivar_list *ivars;
    struct objc_method_list **methodLists;
    struct objc_cache *cache;
    struct objc_protocol_list *protocols;
};
  

      Class cls;
cls = ［NSString class］;

printf("class name %s\n", ((struct objc_class*)cls)->name);
    

Objective-C的消息傳送如下圖所示 :

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Objective-C的消息傳送

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發(fā)送消息的過程，可以總結(jié)為以下內(nèi)容 :

• 首先，指定調(diào)用的方法
• 為了方法調(diào)用，取得 selector

源代碼被編譯以后，方法被解釋為 selector。這里的 selector 只是單純的字符串。

• 消息發(fā)送給對(duì)象B

消息傳送使用到了 objc_msgSend 運(yùn)行時(shí)API。這個(gè)API只是將 selector 傳遞給目標(biāo)對(duì)象B。

• 從 selector 取得實(shí)際的方法實(shí)現(xiàn)

首先，從對(duì)象B取得類的信息，查詢方法的實(shí)現(xiàn)是否被緩存（上面類定義中的struct objc_cache *cache;）。如果沒有被緩 存，則在方法鏈表中查詢（上面類定義中的struct objc_method_list **methodLists;）。

• 執(zhí)行

利用函數(shù)指針，調(diào)用方法的實(shí)現(xiàn)。這時(shí)，第一個(gè)參數(shù)是對(duì)象實(shí)例，第二個(gè)是 selector。

• 傳送返回值

利用 objc_msgSend API 經(jīng)方法的返回值傳送回去。

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簡(jiǎn)單地從上面發(fā)送消息的過程可以看到，最終還是以函數(shù)指針的方式調(diào)用了函數(shù)。為什么特意花那么大的功夫繞個(gè)大圈子呢？

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這些年，隨著程序庫(kù)尺寸的擴(kuò)大，動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的使用已經(jīng)非常普遍。就是說，應(yīng)用程序本身并不包括庫(kù)代碼，而是在啟動(dòng)時(shí)或者運(yùn)行過程中動(dòng)態(tài)加載程序庫(kù)。這樣一來一方面可以減小程序大小，另一方面可以提升了代碼重用（不用再造輪子）。但是，隨之帶來了向下兼容的問題。

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如果程序庫(kù)反復(fù)升級(jí)，添加新的方法的時(shí)候，開發(fā)者與用戶間必須保持一致的版本，否則將產(chǎn)生運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤。一般，解決這個(gè)問題是，調(diào)用新定義的方法的時(shí) 候，實(shí)現(xiàn)檢查當(dāng)前系統(tǒng)中是否存在新方法的實(shí)現(xiàn)。如果沒有，跳過它或者簡(jiǎn)單地產(chǎn)生警告信息。 Objective-C中的respondsToSelector:方法就可以用來實(shí)現(xiàn)這樣的動(dòng)作。

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但是，這并不是萬全的解決方案。如果應(yīng)用程序與新的動(dòng)態(tài)程序庫(kù)（含有新定義的API）一起編譯后，新定義的API符號(hào)也被包含進(jìn)去。而這樣的應(yīng)用程 序放到比較舊的系統(tǒng)（舊的動(dòng)態(tài)程序庫(kù)）中運(yùn)行的時(shí)候，因?yàn)檎也坏芥溄臃?hào)，程序?qū)⒉荒軉?dòng)。這就是 win32系統(tǒng)中常見的「DLL地域」。

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為了解決這個(gè)問題，Objective-C 編譯得到的二進(jìn)制文件中，函數(shù)是作為 selector 來保存的。就是說，不管調(diào)用什么函數(shù)，二進(jìn)制文件中不會(huì)包含符號(hào)信息。為了驗(yàn)證 Objective-C 編譯的二進(jìn)制文件是否包含符號(hào)信息，這里用 nm 命令來查看。

    int main (int argc, const char * argv[])
{
    NSString*   string;
    int         length;
    string = [[NSString alloc] initWithString:@"Objective-C"];
    length = [string length];

    return  0;
}
  

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這里調(diào)用了 alloc、initWithString:、length 等方法。

    % nm Test
         U .objc_class_name_NSString
00003000 D _NXArgc
00003004 D _NXArgv
         U ___CFConstantStringClassReference
00002b98 T ___darwin_gcc3_preregister_frame_info
         U ___keymgr_dwarf2_register_sections
         U ___keymgr_global
0000300c D ___progname
000025ec t __call_mod_init_funcs
000026ec t __call_objcInit
         U __cthread_init_routine
00002900 t __dyld_func_lookup
000028a8 t __dyld_init_check
         U __dyld_register_func_for_add_image
         U __dyld_register_func_for_remove_image
...
  

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可以看到，這里沒有alloc、initWithString:、length3個(gè)方法的符號(hào)。所以，即使我們添加了新的方法，也可以在任何新舊系統(tǒng)中運(yùn) 行。當(dāng)然，函數(shù)調(diào)用之前，需要使用 respondsToSelector: 來確定方法是否存在。正是這樣的特性，使得程序可以運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)地查詢要執(zhí)行的方法，提高了 Objective-C 語言的柔韌性。

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Target-Action Paradigm

Objective-C 語言中，GUI控件對(duì)象間的通信利用 Target-Action Paradigm。不像其他事件驅(qū)動(dòng)的 GUI 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的那樣，需要以回調(diào)函數(shù)的形式注冊(cè)消息處理函數(shù)（Win32/MFC，Java AWT, X Window）。Target-Action Paradigm 完全是面向?qū)ο蟮氖录鬟f機(jī)制。

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例如用戶點(diǎn)擊菜單的事件，用Target-Action Paradigm來解釋就是，調(diào)用菜單中被設(shè)定目標(biāo)的Action。這個(gè)Action對(duì)應(yīng)的方法不一定需要實(shí)現(xiàn)。目標(biāo)與Action的指定與方法的實(shí)現(xiàn)沒有關(guān)系，源代碼編譯的時(shí)候不會(huì)檢測(cè)，只是在運(yùn)行時(shí)確認(rèn)（參考前面消息傳送的機(jī)制）。

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運(yùn)行時(shí)，通過respondsToSelector: 方法來檢查實(shí)現(xiàn)的情況。如果有實(shí)現(xiàn)，那么使用performSelector:withObject:來調(diào)用具體的Action，像是下面的代碼:

    // 目標(biāo)對(duì)象
id target;
// 具體Action的 selector
SEL action;
...

// 確認(rèn)目標(biāo)是否實(shí)現(xiàn)Action
if (［target respondsToSelector:actioin］) {
    // 調(diào)用具體Action
    ［target performSelector:action withObject:self］;
}
  

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? NSLog的格式如下所示：

• %@ ? ? 對(duì)象
• %d, %i 整數(shù)
• %u ? ??無符整形
• %f ? ? 浮點(diǎn)/雙字
• %x, %X 二進(jìn)制整數(shù)
• %o ? ? 八進(jìn)制整數(shù)
• %zu ? ?size_t
• %p ? ? 指針
• %e ? ??浮點(diǎn)/雙字 （科學(xué)計(jì)算）
• %g ? ??浮點(diǎn)/雙字?
• %s ? ? C 字符串
• %.*s ? Pascal字符串
• %c ? ? 字符
• %C ? ? unichar
• %lld ? 64位長(zhǎng)整數(shù)（long long）
• %llu ??無符64位長(zhǎng)整數(shù)
• %Lf ? ?64位雙字

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Objective-C中的一些特殊的數(shù)據(jù)類及NSLog的輸出格式