为在 Objective-C 中实现特定协议的类创建一个类别？

Question

问题简述

我可以用一个类别扩展 UIView，但让它只适用于实现特定协议 (WritableView) 的子类吗？

即我可以执行以下操作吗？

@interface UIView<WritableView> (foo) // SYNTAX ERROR
- (void)setTextToDomainOfUrl:(NSString *)text;
- (void)setTextToIntegerValue:(NSInteger)value;
- (void)setCapitalizedText:(NSString *)text;
@end
@implementation UIView<WritableView> (foo)
// implementation of 3 above methods would go here
@end

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详细问题描述

假设我想将以下类别函数添加到UILabel 的任何实例中：

[label setTextToDomainOfUrl:@"http://google.com"];

这只是将 UILabel 的 text 属性设置为 google.com。

同样，我希望能够在其他几个类上调用这个函数：

[button setTextToDomainOfUrl:@"http://apple.com"]; // same as: [button setTitle:@"apple.com" forState:UIControlStateNormal];
[textField setTextToDomainOfUrl:@"http://example.com"]; // same as: textField.text = @"example.com"
[tableViewCell setTextToDomainOfUrl:@"http://stackoverflow.com"]; // same as: tableViewCell.textLabel.text = @"stackoverflow.com"

假设到目前为止我对自己的设计非常满意，并且我想为所有 4 个类再添加 2 个方法：

[label setTextToIntegerValue:5] // same as: label.text = [NSString stringWithFormat:@"%d", 5];
[textField setCapitalizedText:@"abc"] // same as: textField.text = [@"abc" capitalizedString]

所以现在我们有 4 个类，每个类有 3 个方法。如果我想真正完成这项工作，我需要编写 12 个函数 (4*3)。随着我添加更多功能，我需要在我的每个子类上实现它们，这很快就会变得非常难以维护。

相反，我只想实现这些方法一次，并在支持的组件上简单地公开一个名为writeText: 的新类别方法。通过这种方式，我可以将数量减少到 4（每个支持的组件一个）+ 3（每个可用的方法一个），而不是实现 12 个函数，总共需要实现 7 个方法。

注意：这些是愚蠢的方法，仅用于说明目的。重要的部分是有许多方法（在本例中为 3），它们的代码不应重复。

我尝试实现这一点的第一步是注意到这 4 个类的第一个共同祖先是 UIView。因此，将这 3 个方法放在逻辑上的位置似乎是在 UIView 上的一个类别中：

@interface UIView (foo)
- (void)setTextToDomainOfUrl:(NSString *)text;
- (void)setTextToIntegerValue:(NSInteger)value;
- (void)setCapitalizedText:(NSString *)text;
@end

@implementation UIView (foo)
- (void)setTextToDomainOfUrl:(NSString *)text {
    text = [text stringByReplacingOccurrencesOfString:@"http://" withString:@""]; // just an example, obviously this can be improved
    // ... implement more code to strip everything else out of the string
    NSAssert([self conformsToProtocol:@protocol(WritableView)], @"Must conform to protocol");
    [(id<WritableView>)self writeText:text];
}
- (void)setTextToIntegerValue:(NSInteger)value {
    NSAssert([self conformsToProtocol:@protocol(WritableView)], @"Must conform to protocol");
    [(id<WritableView>)self writeText:[NSString stringWithFormat:@"%d", value]];
}
- (void)setCapitalizedText:(NSString *)text {
    NSAssert([self conformsToProtocol:@protocol(WritableView)], @"Must conform to protocol");
    [(id<WritableView>)self writeText:[text capitalizedString]];
}
@end    

只要当前的 UIView 实例符合WritableView 协议，这 3 个方法就可以工作。因此，我使用以下代码扩展了我的 4 个受支持的类：

@protocol WritableView <NSObject>
- (void)writeText:(NSString *)text;
@end

@interface UILabel (foo)<WritableView>
@end

@implementation UILabel (foo)
- (void)writeText:(NSString *)text {
    self.text = text;
}
@end

@interface UIButton (foo)<WritableView>
@end

@implementation UIButton (foo)
- (void)writeText:(NSString *)text {
    [self setTitle:text forState:UIControlStateNormal];
}
@end

// similar code for UITextField and UITableViewCell omitted

现在当我调用以下命令时：

[label setTextToDomainOfUrl:@"http://apple.com"];
[tableViewCell setCapitalizedText:@"hello"];

有效！哈扎！一切都很完美......直到我尝试这个：

[slider setTextToDomainOfUrl:@"http://apple.com"];

代码编译（因为UISlider 继承自UIView），但在运行时失败（因为UISlider 不符合WritableView 协议）。

我真正想做的是让这 3 种方法仅适用于那些实现了 writeText: 方法的 UIViews（即那些实现了我设置的 WritableView 协议的 UIViews）。理想情况下，我会在 UIView 上定义我的类别，如下所示：

@interface UIView<WritableView> (foo) // SYNTAX ERROR
- (void)setTextToDomainOfUrl:(NSString *)text;
- (void)setTextToIntegerValue:(NSInteger)value;
- (void)setCapitalizedText:(NSString *)text;
@end

这个想法是，如果这是有效的语法，它会使[slider setTextToDomainOfUrl:@"http://apple.com"] 在编译时失败（因为UISlider 从未实现WritableView 协议），但它会使我的所有其他示例成功。

所以我的问题是：有没有办法用类别扩展一个类，但仅限于那些实现了特定协议的子类？

---

我意识到我可以将断言（检查它是否符合协议）更改为 if 语句，但这仍然可以编译有问题的 UISlider 行。没错，它不会在运行时导致异常，但也不会导致任何事情发生，这是我也在努力避免的另一种错误。

没有得到满意答案的类似问题：

• Category for a class that conforms to a protocol：这个问题好像问的是同一个问题，但是没有给出具体的例子，所以好像被mean something else误解了。
• Defining categories for protocols in Objective-C?：提供了不同的示例，因此接受的答案说在需要该方法的每个类的类别中实现它（即在我的示例中您最终会得到 12 个方法）；这对那个问题来说是一个很好的答案，但对于这个问题来说并不是一个很好的解决方案。
• How do I define a category that adds methods to classes which implement a particular protocol?：提问者选择了检查协议的实现（如果不符合则什么都不做），但是如果你想让它在编译时发现错误呢？

Answer 1

听起来您所追求的是一个混合：定义一系列形成您想要的行为的方法，然后将该行为添加到只需要它的类集。

这是我在我的项目EnumeratorKit 中取得巨大成功的一个策略，它将Ruby 样式的块枚举方法添加​​到内置的Cocoa 集合类（特别是EKEnumerable.h 和EKEnumerable.m：

1. 定义一个描述你想要的行为的协议。对于您要提供的方法实现，请将它们声明为@optional。

   @protocol WritableView <NSObject>
   
   - (void)writeText:(NSString *)text;
   
   @optional
   - (void)setTextToDomainOfUrl:(NSString *)text;
   - (void)setTextToIntegerValue:(NSInteger)value;
   - (void)setCapitalizedText:(NSString *)text;
   
   @end
   

2. 创建一个符合该协议的类，并实现所有可选方法：

   @interface WritableView : NSObject <WritableView>
   
   @end
   
   @implementation WritableView
   
   - (void)writeText:(NSString *)text
   {
       NSAssert(@"expected -writeText: to be implemented by %@", [self class]);
   }
   
   - (void)setTextToDomainOfUrl:(NSString *)text
   {
       // implementation will call [self writeText:text]
   }
   
   - (void)setTextToIntegerValue:(NSInteger)value
   {
       // implementation will call [self writeText:text]
   }
   
   - (void)setCapitalizedText:(NSString *)text
   {
       // implementation will call [self writeText:text]
   }
   
   @end
   

3. 在NSObject 上创建一个可以在运行时将这些方法添加到任何其他类的类别（注意，此代码不支持类方法，仅支持实例方法）：

   #import <objc/runtime.h>
   
   @interface NSObject (IncludeWritableView)
   + (void)includeWritableView;
   @end
   
   @implementation
   
   + (void)includeWritableView
   {
       unsigned int methodCount;
       Method *methods = class_copyMethodList([WritableView class], &methodCount);
   
       for (int i = 0; i < methodCount; i++) {
           SEL name = method_getName(methods[i]);
           IMP imp = method_getImplementation(methods[i]);
           const char *types = method_getTypeEncoding(methods[i]);
   
           class_addMethod([self class], name, imp, types);
       }
   
       free(methods);
   }
   
   @end
   

现在在您想要包含此行为的类中（例如，UILabel）：

1. 采用WritableView 协议
2. 实现所需的writeText:实例方法

3. 将此添加到您的实施的顶部：

   @interface UILabel (WritableView) <WritableView>
   
   @end
   
   @implementation UILabel (WritableView)
   
   + (void)load
   {
       [self includeWritableView];
   }
   
   // implementation specific to UILabel
   - (void)writeText:(NSString *)text
   {
       self.text = text;
   }
   
   @end
   

希望这会有所帮助。我发现它是一种非常有效的方式来实现横切关注点，而无需在多个类别之间复制和粘贴代码。

Answer 2

Swift 2.0 引入了Protocol Extensions，这正是我想要的。如果我只是使用 Swift，我可以使用以下代码达到预期的效果：

protocol WritableView {
    func writeText(text: String)
}

extension WritableView {
    func setTextToDomainOfUrl(text: String) {
        let t = text.stringByReplacingOccurrencesOfString("http://", withString:"") // just an example, obviously this can be improved
        writeText(t)
    }

    func setTextToIntegerValue(value: Int) {
        writeText("\(value)")
    }

    func setCapitalizedText(text: String) {
        writeText(text.capitalizedString)
    }
}

extension UILabel: WritableView {
    func writeText(text: String) {
        self.text = text
    }
}

extension UIButton: WritableView {
    fun writeText(text: String) {
        setTitle(text, forState:.Normal)
    }
}

不幸的是，在我对 Swift 和 Objective-C 的有限测试中，您似乎无法在 Objective-C 中使用 Swift 协议扩展（例如，当我选择在 Swift 中扩展协议 WritableView 时， WritableView 协议不再对 Objective-C 可见）。