Текст книги "iOS. Приемы программирования"

Соблюдение требований, предъявляемых другими классами, с помощью протоколов

В языке Objective-C существует концепция под названием «протокол». Протоколы встречаются и во многих других языках, но называются везде по-разному; например, в Java аналогичная сущность называется «интерфейс». Как понятно из названия, протокол – это набор правил, которым класс должен соответствовать, чтобы его можно было использовать тем или иным образом. Если класс выполняет правила определенного протокола, то принято говорить, что он соответствует этому протоколу. Протоколы отличаются от самих классов тем, что не имеют реализации. Это просто правила. Например, у любой машины есть колеса, дверцы и цвет кузова, а также многие другие свойства. Определим эти свойства в протоколе Car. Просто выполните следующие шаги, чтобы создать заголовочный файл, который может содержать наш протокол Car.

1. Откройте ваш проект в Xcode и в меню File (Файл) выберите New-File (Новый – Файл).

2. Убедитесь, что слева, в разделе iOS, вы выбрали категорию Cocoa Touch. После этого выберите элемент Objective-C Protocol (Протокол для Objective-C) и нажмите Next (Далее).

3. В разделе Class (Класс) введите имя Car, затем нажмите кнопку Next (Далее).

4. Далее система предложит вам сохранить ваш протокол на диске. Просто выберите для этого место (как правило, в каталоге с вашим проектом) и нажмите кнопку Create (Создать).

После этого Xcode создаст для вас файл Car.h с таким содержимым:

#import <Foundation/Foundation.h>

@protocol Car <NSObject>

@end

Продолжим и определим свойства для протокола Car, как мы обсуждали ранее в этом разделе:

#import <Foundation/Foundation.h>

@protocol Car <NSObject>

@property (nonatomic, copy) NSArray *wheels;

@property (nonatomic, strong) UIColor *bodyColor;

@property (nonatomic, copy) NSArray *doors;

@end

Теперь, когда наш протокол определен, создадим класс, обозначающий автомобиль, – например, Jaguar, – а потом обеспечим соответствие этого класса протоколу. Просто выполните все шаги, перечисленные в подразделе «Как создавать классы и правильно пользоваться ими» данного раздела, после чего обеспечьте его соответствие протоколу Car следующим образом:

#import <Foundation/Foundation.h>

#import «Car.h»

@interface Jaguar: NSObject <Car>

@

end

Если вы попробуете собрать ваш проект на данном этапе, то компилятор выдаст вам несколько предупреждений, например такое:

Auto property synthesis will not synthesize property declared in a protocol

Это означает, что ваш класс Jaguar пытается соответствовать протоколу Car, но на самом деле не реализует всех требуемых свойств и/или методов, описанных в этом протоколе. Теперь вы уже знаете, что в протоколе могут содержаться необходимые и факультативные (опциональные) элементы, которые вы помечаете ключевыми словами @optional или @required. По умолчанию действует квалификатор @required, и поскольку мы явно не указываем квалификатор для этого протокола, компилятор неявно выбирает @required за нас. Следовательно, класс Jaguar теперь обязан реализовывать все аспекты, требуемые протоколом Car, вот так:

#import <Foundation/Foundation.h>

#import «Car.h»

@interface Jaguar: NSObject <Car>

@property (nonatomic, copy) NSArray *wheels;

@property (nonatomic, strong) UIColor *bodyColor;

@property (nonatomic, copy) NSArray *doors;

@end

Отлично. Теперь мы понимаем основы работы с протоколами, то, как они работают и как их определить. Далее в этой книге мы подробнее поговорим о протоколах, а на данный момент вы получили довольно полное представление о них.

Хранение элементов в коллекциях и получение элементов из коллекций

Коллекции – это такие объекты, в экземплярах которых могут храниться другие объекты. Одна из самых распространенных разновидностей коллекций – это массив, который инстанцирует NSArray или NSMutableArray. В массиве можно хранить любой объект, причем массив может содержать несколько экземпляров одного и того же объекта. В следующем примере мы создаем массив из трех строк:

NSArray *stringsArray = @[

@"String 1",

@"String 2",

@"String 3"

];

__unused NSString *firstString = stringsArray[0];

__unused NSString *secondString = stringsArray[1];

__unused NSString *thirdString = stringsArray[2];

Макрос __unused приказывает компилятору «не жаловаться», когда переменная – в нашем случае переменная firstString – объявлена, но ни разу не использовалась. По умолчанию в такой ситуации компилятор выдает в консоль предупреждение, сообщающее, что переменная не используется. В нашем кратком примере мы объявили переменные, но не задействовали их. Поэтому, если добавить вышеупомянутый макрос в начале объявления переменной, это вполне устроит и нас, и компилятор.

Изменяемый массив – это такой массив, в который можно вносить изменения уже после того, как он был создан. Как мы видели ранее, неизменяемый массив не может быть дополнен новой информацией уже после создания. Вот пример неизменяемого массива:

NSString *string1 = @"String 1";

NSString *string2 = @"String 2";

NSString *string3 = @"String 3";

NSArray *immutableArray = @[string1, string2, string3];

NSMutableArray *mutableArray = [[NSMutableArray alloc]

initWithArray: immutableArray];

[mutableArray exchangeObjectAtIndex:0 withObjectAtIndex:1];

[mutableArray removeObjectAtIndex:1];

[mutableArray setObject: string1 atIndexedSubscript:0];

NSLog(@"Immutable array = %@", immutableArray);

NSLog(@"Mutable Array = %@", mutableArray);

Вывод этой программы таков:

Immutable array = (

«String 1»,

«String 2»,

«String 3»

)

Mutable Array = (

«String 1»,

«String 3»

)

Еще одна распространенная коллекция, которая часто встречается в программах для iOS, – это словарь. Словари похожи на массивы, но каждому объекту в словаре присваивается ключ, и по этому ключу вы можете позже получить интересующий вас объект. Рассмотрим пример:

NSDictionary *personInformation =

@{

@"firstName": @"Mark",

@"lastName": @"Tremonti",

@"age": @30,

@"sex": @"Male"

};

NSString *firstName = personInformation[@"firstName"];

NSString *lastName = personInformation[@"lastName"];

NSNumber *age = personInformation[@"age"];

NSString *sex = personInformation[@"sex"];

NSLog(@"Full name = %@ %@", firstName, lastName);

NSLog(@"Age = %@, Sex = %@", age, sex);

А вот и вывод этой программы:

Full name = Mark Tremonti

Age = 30, Sex = Male

Можно также использовать изменяемые словари, которые довольно сильно похожи на изменяемые массивы. Содержимое изменяемого словаря можно изменить после того, как словарь инстанцирован. Пример:

NSDictionary *personInformation =

@{

@"firstName": @"Mark",

@"lastName": @"Tremonti",

@"age": @30,

@"sex": @"Male"

};

NSMutableDictionary *mutablePersonInformation =

[[NSMutableDictionary alloc] initWithDictionary: personInformation];

mutablePersonInformation[@"age"] = @32;

NSLog(@"Information = %@", mutablePersonInformation);

Вывод этой программы таков:

Information = {

age = 32;

firstName = Mark;

lastName = Tremonti;

sex = Male;

}

Еще можно работать с множествами. Множества похожи на массивы, но любой объект, входящий в состав множества, должен встречаться в нем только один раз. Иными словами, в одном множестве не может быть двух экземпляров одного и того же объекта. Пример множества:

NSSet *shoppingList = [[NSSet alloc] initWithObjects:

@"Milk",

@"Bananas",

@"Bread",

@"Milk", nil];

NSLog(@"Shopping list = %@", shoppingList);

Запустив эту программу, вы получите следующий вывод:

Shopping list = {(

Milk,

Bananas,

Bread

)}

Обратите внимание: элемент Milk упомянут в программе дважды, а в множество добавлен всего один раз. Эта черта множеств – настоящее волшебство. Изменяемые множества можно использовать и вот так:

NSSet *shoppingList = [[NSSet alloc] initWithObjects:

@"Milk",

@"Bananas",

@"Bread",

@"Milk", nil];

NSMutableSet *mutableList = [NSMutableSet setWithSet: shoppingList];

[mutableList addObject:@"Yogurt"];

[mutableList removeObject:@"Bread"];

NSLog(@"Original list = %@", shoppingList);

NSLog(@"Mutable list = %@", mutableList);

А вывод будет таким:

Original list = {(

Milk,

Bananas,

Bread

)}

Mutable list = {(

Milk,

Bananas,

Yogurt

)}

Обсуждая множества и коллекции, следует упомянуть еще два важных класса, о которых вам необходимо знать:

• NSOrderedSet – неизменяемое множество, учитывающее, в каком порядке в него добавлялись объекты;

• NSMutableOrderedSet – изменяемый вариант вышеупомянутого изменяемого множества.

По умолчанию множества не учитывают, в каком порядке объекты в них добавлялись. Рассмотрим пример:

NSSet *setOfNumbers = [NSSet setWithArray:@[@3, @4, @1, @5, @10]];

NSLog(@"Set of numbers = %@", setOfNumbers);

Запустив эту программу, получим на экране следующий вывод:

Set of numbers = {(

5,

10,

3,

4,

1

)}

Но на самом деле мы наполняли множество элементами в другом порядке. Если вы хотите сохранить правильный порядок, просто воспользуйтесь классом NSOrderedSet:

NSOrderedSet *setOfNumbers = [NSOrderedSet orderedSetWithArray

:@[@3, @4, @1, @5, @10]];

NSLog(@"Ordered set of numbers = %@", setOfNumbers);

Разумеется, вы можете воспользоваться и изменяемой версией упорядоченного множества:

NSMutableOrderedSet *setOfNumbers =

[NSMutableOrderedSet orderedSetWithArray:@[@3, @4, @1, @5, @10]];

[setOfNumbers removeObject:@5];

[setOfNumbers addObject:@0];

[setOfNumbers exchangeObjectAtIndex:1 withObjectAtIndex:2];

NSLog(@"Set of numbers = %@", setOfNumbers);

А вот и результаты:

Set of numbers = {(

3,

1,

4,

10,

0

)}

Прежде чем завершить разговор о множествах, упомяну еще об одном удобном классе, который может вам пригодиться. Класс NSCountedSet может несколько раз содержать уникальный экземпляр объекта. Правда, в нем эта задача решается иначе, нежели в массивах. В массиве может несколько раз присутствовать один и тот же объект. А в рассматриваемом здесь «подсчитываемом множестве» каждый объект появляется в множестве как будто заново, но множество ведет подсчет того, сколько раз объект был добавлен в множество, и снижает значение этого счетчика на единицу, как только вы удалите из этого множества экземпляр данного объекта. Вот пример:

NSCountedSet *setOfNumbers = [NSCountedSet setWithObjects:

@10, @20, @10, @10, @30, nil];

[setOfNumbers addObject:@20];

[setOfNumbers removeObject:@10];

NSLog(@"Count for object @10 = %lu",

(unsigned long)[setOfNumbers countForObject:@10]);

NSLog(@"Count for object @20 = %lu",

(unsigned long)[setOfNumbers countForObject:@20]);

Вывод программы:

Count for object @10 = 2

Count for object @20 = 2

Класс NSCountedSet является изменяемым, хотя из его названия это и не следует.

Обеспечение поддержки подписывания объектов в ваших классах

Традиционно при необходимости доступа к объектам, содержащимся в коллекциях – например, массивах и словарях, – программисту требовалось получить доступ к методу в словаре или массиве, чтобы получить или установить желаемый объект. Например, создавая изменяемый словарь, мы добавляем в него два ключа и значения, получая эти значения обратно:

NSString *const kFirstNameKey = @"firstName";

NSString *const kLastNameKey = @"lastName";

NSMutableDictionary *dictionary = [[NSMutableDictionary alloc] init];

[dictionary setValue:@"Tim" forKey: kFirstNameKey];

[dictionary setValue:@"Cook" forKey: kLastNameKey];

__unused NSString *firstName = [dictionary valueForKey: kFirstNameKey];

__unused NSString *lastName = [dictionary valueForKey: kLastNameKey];

Но с развитием компилятора LLVM этот код можно сократить, придав ему следующий вид:

NSString *const kFirstNameKey = @"firstName";

NSString *const kLastNameKey = @"lastName";

NSDictionary *dictionary = @{

kFirstNameKey: @"Tim",

kLastNameKey: @"Cook",

};

__unused NSString *firstName = dictionary[kFirstNameKey];

__unused NSString *lastName = dictionary[kLastNameKey];

Как видите, мы инициализируем словарь, давая ключи в фигурных скобках. Точно так же можно поступать и с массивами. Вот как мы обычно создаем и используем массивы:

NSArray *array = [[NSArray alloc] initWithObjects:@"Tim", @"Cook", nil];

__unused NSString *firstItem = [array objectAtIndex:0];

__unused NSString *secondObject = [array objectAtIndex:1];

А теперь, имея возможность подписывать объекты, мы можем сократить этот код следующим образом:

NSArray *array = @[@"Tim", @"Cook"];

__unused NSString *firstItem = array[0];

__unused NSString *secondObject = array[0];

Компилятор LLVM не останавливается и на этом. Вы можете также добавлять подписывание и к собственным классам. Существует два типа подписывания:

• подписывание по ключу – действуя таким образом, вы можете задавать внутри объекта значение для того или иного ключа точно так же, как вы делали бы это в словаре. Указывая ключ, вы также можете получать доступ к значениям внутри объекта и считывать их;

• подписывание по индексу – как и при работе с массивами, вы можете устанавливать/получать значения внутри объекта, предоставив для этого объекта индекс. Это целесообразно делать в массивоподобных классах, где элементы естественным образом располагаются в порядке, удобном для индексирования.

Сначала рассмотрим пример подписывания по ключу. Для этого создадим класс под названием Person, имеющий свойства firstName и lastName. Далее мы позволим программисту менять значения этих свойств (имя и фамилию), просто предоставив ключи для этих свойств.

Вам может понадобиться добавить к классу подобный механизм подписывания по ключу, например, по такой причине: имена ваших свойств могут изменяться и вы хотите предоставить программисту возможность устанавливать значения таких свойств, не учитывая, будут ли имена этих свойств впоследствии изменяться. В противном случае программисту лучше будет использовать свойства напрямую. Другая причина реализации подписывания по ключу – стремление скрыть точную реализацию/объявление ваших свойств от программиста и закрыть программисту прямой доступ к этим свойствам.

Чтобы обеспечить поддержку подписывания по ключу в ваших собственных классах, вы должны реализовать в вашем классе два следующих метода и записать сигнатуры методов в файле заголовков этого класса. В противном случае компилятор не узнает, что в вашем классе поддерживается подписывание по ключу.

#import <Foundation/Foundation.h>

/* Мы будем использовать их как ключи для наших свойств firstName

и lastName, так что если имена наших свойств firstName и lastName

в будущем изменятся в реализации, нам не придется ничего переделывать

и наш класс останется работоспособным, поскольку мы сможем просто

изменить значения этих констант в нашем файле реализации */

extern NSString *const kFirstNameKey;

extern NSString *const kLastNameKey;

@interface Person: NSObject

@property (nonatomic, copy) NSString *firstName;

@property (nonatomic, copy) NSString *lastName;

– (id) objectForKeyedSubscript:(id<NSCopying>)paramKey;

– (void) setObject:(id)paramObject forKeyedSubscript:(id<NSCopying>)paramKey;

@end

Метод objectForKeyedSubscript: будет вызываться в вашем классе всякий раз, когда программист предоставит ключ и захочет прочитать в вашем классе значение, соответствующее данному ключу. Очевидно, тот параметр, который будет вам передан, будет представлять собой ключ, по которому программист хочет считать интересующее его значение. Дополнительно к этому методу мы будем вызывать в нашем классе метод setObject: forKeyedSubscript: всякий раз, когда программист захочет задать значение для конкретного ключа. Итак, в данной реализации мы хотим проверить, ассоциированы ли заданные ключи с именами и фамилиями. Если это так, то собираемся установить/получить в нашем классе значения имени и фамилии:

#import «Person.h»

NSString *const kFirstNameKey = @"firstName";

NSString *const kLastNameKey = @"lastName";

@implementation Person

– (id) objectForKeyedSubscript:(id<NSCopying>)paramKey{

NSObject<NSCopying> *keyAsObject = (NSObject<NSCopying> *)paramKey;

if ([keyAsObject isKindOfClass: [NSString class]]){

NSString *keyAsString = (NSString *)keyAsObject;

if ([keyAsString isEqualToString: kFirstNameKey] ||

[keyAsString isEqualToString: kLastNameKey]){

return [self valueForKey: keyAsString];

}

}

return nil;

}

– (void) setObject:(id)paramObject forKeyedSubscript:(id<NSCopying>)paramKey{

NSObject<NSCopying> *keyAsObject = (NSObject<NSCopying> *)paramKey;

if ([keyAsObject isKindOfClass: [NSString class]]){

NSString *keyAsString = (NSString *)keyAsObject;

if ([keyAsString isEqualToString: kFirstNameKey] ||

[keyAsString isEqualToString: kLastNameKey]){

[self setValue: paramObject forKey: keyAsString];

}

}

}

@end

Итак, в этом коде мы получаем ключ в методе objectForKeyedSubscript:, а в ответ должны вернуть объект, который ассоциирован в нашем экземпляре с этим ключом. Ключ, который получаем, – это объект, соответствующий протоколу NSCopying. Это означает, что при желании мы можем сделать копию такого объекта. Рассчитываем на то, что ключ будет представлять собой строку, чтобы мы могли сравнить его с готовыми ключами, которые были заранее объявлены в начале класса. В случае совпадения зададим значение данного свойства в этом классе. После этого воспользуемся методом valueForKey:, относящимся к объекту NSObject, чтобы вернуть значение, ассоциированное с заданным ключом. Но, разумеется, прежде, чем так поступить, мы должны гарантировать, что данный ключ – один из тех, которые мы ожидаем. В методе setObject: forKeyedSubscript: мы делаем совершенно противоположное – устанавливаем значения для заданного ключа, а не возвращаем их.

Теперь в любой части вашего приложения вы можете инстанцировать объект типа Person и использовать заранее определенные ключи kFirstNameKey и kLastNameKey, чтобы изменить значения свойств firstName и lastName, вот так:

Person *person = [Person new];

person[kFirstNameKey] = @"Tim";

person[kLastNameKey] = @"Cook";

__unused NSString *firstName = person[kFirstNameKey];

__unused NSString *lastName = person[kLastNameKey];

Этот код позволяет достичь точно того же результата, что и при более лобовом подходе, когда мы устанавливаем свойства класса:

Person *person = [Person new];

person.firstName = @"Tim";

person.lastName = @"Cook";

__unused NSString *firstName = person.firstName;

__unused NSString *lastName = person.lastName;

Вы также можете поддерживать и подписывание по индексу – точно как при работе с массивами. Как было указано ранее, это полезно делать, чтобы обеспечивать программисту доступ к объектам, выстраиваемым в классе в некоем естественном порядке. Но, кроме массивов, существует не так уж много структур данных, где целесообразно упорядочивать и нумеровать элементы, чего не скажешь о подписывании по ключу, которое применяется в самых разных структурах данных. Поэтому пример, которым иллюстрируется подписывание по индексу, немного надуман. В предыдущем примере у нас существовал класс Person с именем и фамилией. Теперь мы хотим предоставить программистам возможность считывать имя, указывая индекс 0, а фамилию – указывая индекс 1. Все, что требуется сделать для этого, – объявить методы objectAtIndexedSubscript: и setObject: atIndexedSubscript: в заголовочном файле класса, а затем написать реализацию. Вот как мы объявляем два этих метода в заголовочном файле класса Person:

– (id) objectAtIndexedSubscript:(NSUInteger)paramIndex;

– (void) setObject:(id)paramObject atIndexedSubscript:(NSUInteger)paramIndex;

Реализация также довольно проста. Мы берем индекс и оперируем им так, как это требуется в нашем классе. Ранее мы решили, что у имени должен быть индекс 0, а у фамилии – индекс 1. Итак, получаем индекс 0 для задания значения, присваиваем значение имени первому входящему объекту и т. д.:

– (id) objectAtIndexedSubscript:(NSUInteger)paramIndex{

switch (paramIndex){

case 0:{

return self.firstName;

break;

}

case 1:{

return self.lastName;

break;

}

default:{

[NSException raise:@"Invalid index" format: nil];

}

}

return nil;

}

– (void) setObject:(id)paramObject atIndexedSubscript:(NSUInteger)paramIndex{

switch (paramIndex){

case 0:{

self.firstName = paramObject;

break;

}

case 1:{

self.lastName = paramObject;

break;

}

default:{

[NSException raise:@"Invalid index" format: nil];

}

}

}

Теперь можно протестировать весь написанный ранее код вот так:

Person *person = [Person new];

person[kFirstNameKey] = @"Tim";

person[kLastNameKey] = @"Cook";

NSString *firstNameByKey = person[kFirstNameKey];

NSString *lastNameByKey = person[kLastNameKey];

NSString *firstNameByIndex = person[0];

NSString *lastNameByIndex = person[1];

if ([firstNameByKey isEqualToString: firstNameByIndex] &&

[lastNameByKey isEqualToString: lastNameByIndex]){

NSLog(@"Success");

} else {

NSLog(@"Something is not right");

}

Если вы правильно выполнили все шаги, описанные в этом разделе, то на консоли должно появиться значение Success.