NSMutableString 和 NSString 的类别导致绑定混乱？

Question

我使用类别通过一些方便的方法扩展了 NSString 和 NSMutableString。 这些添加的方法具有相同的名称，但具有不同的实现。 例如，我已经实现了 ruby​​“strip”函数，它删除了两个端点处的空格字符，但对于 NSString 它返回一个新字符串，对于 NSMutableString 它使用“deleteCharactersInRange”来删除现有字符串并返回它（就像红宝石条！）。

这是典型的标头：

@interface NSString (Extensions)
-(NSString *)strip;
@end

问题

@interface NSMutableString (Extensions)
-(void)strip;
@end

是，当我声明 NSString *s 并运行 [s strip] 时，它会尝试运行 NSMutableString 版本并引发扩展。

NSString *s = @"   This is a simple string    ";
NSLog([s strip]);

失败并显示：

由于未捕获而终止应用程序 例外 'NSInvalidArgumentException'，原因： '尝试改变不可变对象 与deleteCharactersInRange：'

Answer 1

您被一个实现细节所困扰：一些 NSString 对象是 NSMutableString 子类的实例，只有一个私有标志控制该对象是否可变。

这是一个测试应用程序：

#import <Foundation/Foundation.h>

int main(int argc, char **argv) {
    NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];

    NSString *str = [NSString stringWithUTF8String:"Test string"];
    NSLog(@"%@ is a kind of NSMutableString? %@", [str class], [str isKindOfClass:[NSMutableString class]] ? @"YES" : @"NO");

    [pool drain];
    return EXIT_SUCCESS;
}

如果您（至少）在 Leopard 上编译并运行它，您将得到以下输出：

NSCFString is a kind of NSMutableString? YES

正如我所说，该对象有一个私有标志控制它是否可变。 由于我使用的是 NSString 而不是 NSMutableString，因此该对象是不可变的。 如果你尝试改变它，就像这样：

NSMutableString *mstr = str;
[mstr appendString:@" is mutable!"];

你会得到（1）一个当之无愧的警告（可以用强制转换来沉默，但这将是一个坏主意）和（2）你在你的自己的应用程序。

我建议的解决方案是将您的变异条包装在 @try 块中，并在 @ 中调用您的 NSString 实现（return [super strip]） catch 块。

另外，我不建议为该方法提供不同的返回类型。 我会让变异返回 self，就像 retain 和 autorelease 所做的那样。 然后，您始终可以这样做：

NSString *unstripped = …;
NSString *stripped = [unstripped strip];

而不必担心 unstripped 是否是可变字符串。 事实上，这个例子很好地说明了您应该完全删除变异的 strip，或者将复制的 strip 重命名为 stringByStripping 或其他名称（通过与 replaceOccurrencesOfString:... 和 stringByReplacingOccurrencesOfString:... 类比）。

Answer 2

一个例子会让这个问题更容易理解：

@interface Foo : NSObject {
}
- (NSString *)method;
@end

@interface Bar : Foo {
}
- (void)method;
@end

void MyFunction(void) {
    Foo *foo = [[[Bar alloc] init] autorelease];
    NSString *string = [foo method];
}

在上面的代码中，将分配一个“Bar”的实例，但是被调用者（MyFunction中的代码）通过类型Foo拥有对该Bar对象的引用，只要被调用者知道，foo 实现了“name”来返回一个字符串。 但是，由于 foo 实际上是 bar 的实例，因此它不会返回字符串。

大多数时候，您无法安全地更改继承方法的返回类型或参数类型。 您可以通过一些特殊的方法来做到这一点。 它们被称为协变和逆变。 基本上，您可以将继承方法的返回类型更改为更强的类型，并且可以将继承方法的参数类型更改为较弱的类型。 其背后的原理是每个子类都必须满足其基类的接口。

因此，虽然将“方法”的返回类型从 NSString * 更改为 void 是不合法的，但将其从 NSString * 更改为 NSMutableString * 是合法的。

Answer 3

您遇到的问题的关键在于 Objective-C 中多态性的一个微妙点。 由于该语言不支持方法重载，因此假定方法名称唯一标识给定类中的方法。 有一个隐含的（但重要的）假设，即重写的方法与其重写的方法具有相同的语义。

在您给出的情况下，可以说两种方法的语义不相同； 即，第一个方法返回一个用接收器内容的“剥离”版本初始化的新字符串，而第二个方法直接修改接收器的内容。 这两个操作实际上并不等同。

我认为，如果你仔细看看 Apple 命名其 API 的方式，尤其是在 Foundation 中，它确实可以帮助阐明一些语义上的细微差别。 例如，在 NSString 中，有几种方法用于创建包含接收者的修改版本的新字符串，例如

- (NSString *)stringByAppendingFormat:(NSString *)format ...;

注意名称是名词，其中第一个单词描述返回值，名称的其余部分描述参数。 现在将其与 NSMutableString 中用于直接附加到接收者的相应方法进行比较：

- (void)appendFormat:(NSString *)format ...;

相比之下，此方法是一个动词，因为没有返回值可描述。 因此，仅从方法名称就可以清楚地看出 -appendFormat: 对接收者起作用，而 -stringByAppendingFormat: 则不会，而是返回一个新字符串。

（顺便说一句，NSString 中已经有一个方法至少可以完成您想要的部分功能：-stringByTrimmingCharactersInSet:。您可以将 whitespaceCharacterSet 作为参数传递给修剪前导和尾随空白。）

因此，虽然一开始可能看起来很烦人，但我认为从长远来看，您会发现尝试模仿 Apple 的命名约定确实值得。 如果不出意外的话，它将有助于使您的代码更加自文档化，特别是对于其他 Obj-C 开发人员而言。 但我认为它也将有助于澄清 Objective-C 和 Apple 框架的一些语义微妙之处。

另外，我同意类簇的内部细节可能会令人不安，特别是因为它们对我们来说大多是不透明的。 然而，事实仍然是 NSString 是一个类簇，它使用 NSCFString 作为可变和不可变实例。 因此，当您的第二个类别添加另一个 -strip 方法时，它将替换第一个类别添加的 -strip 方法。 更改一个或两个方法的名称将消除此问题。

由于 NSString 中已经存在提供相同功能的方法，因此您可以只添加可变方法。 理想情况下，它的名称应与现有方法相对应，因此它是：

- (void)trimCharactersInSet:(NSCharacterSet *)set