ObjC中的TypeEncodings

參考 Apple Developer 官方文檔：Type Encodings，Objective-C Runtime

原文地址：蘋果梨的博客

咱們在 JSON <-> Dictionary <-> Model 中面臨的一個很大的問題就是判斷數據須要轉換成什麼樣的類型。好在 ObjC 做爲一款動態語言，利用 runtime 能夠輕鬆解決這個問題。再配合轉換器和 KVC，就能夠輕鬆把咱們解析好的值放進對應 Model 裏。今天要給你們介紹的就是這個類型編碼（Type Encodings）的具體細節。

ObjC 的 type encodings 列表

編碼	意義
c	char 類型
i	int 類型
s	short 類型
l	long 類型，僅用在 32-bit 設備上
q	long long 類型
C	unsigned char 類型
I	unsigned int 類型
S	unsigned short 類型
L	unsigned long 類型
Q	unsigned long long 類型
f	float 類型
d	double 類型，long double 不被 ObjC 支持，因此也是指向此編碼
B	bool 或 _Bool 類型
v	void 類型
*	C 字串（char *）類型
@	對象（id）類型
#	Class 類型
:	SEL 類型
[array type]	C 數組類型（注意這不是 NSArray）
{name=type...}	結構體類型
(name=type...)	聯合體類型
bnum	位段（bit field）類型用 b 表示，num 表示字節數，這個類型不多用
^type	一個指向 type 類型的指針類型
?	未知類型

C 語言基礎數據類型的 type encodings

整型和浮點型數據

簡單給你們舉個例子，咱們先來看看經常使用的數值類型，用下面的代碼來打印日誌：

NSLog(@"char : %s, %lu", @encode(char), sizeof(char));
NSLog(@"short : %s, %lu", @encode(short), sizeof(short));
NSLog(@"int : %s, %lu", @encode(int), sizeof(int));
NSLog(@"long : %s, %lu", @encode(long), sizeof(long));
NSLog(@"long long: %s, %lu", @encode(long long), sizeof(long long));
NSLog(@"float : %s, %lu", @encode(float), sizeof(float));
NSLog(@"double : %s, %lu", @encode(double), sizeof(double));
NSLog(@"NSInteger: %s, %lu", @encode(NSInteger), sizeof(NSInteger));
NSLog(@"CGFloat : %s, %lu", @encode(CGFloat), sizeof(CGFloat));
NSLog(@"int32_t : %s, %lu", @encode(int32_t), sizeof(int32_t));
NSLog(@"int64_t : %s, %lu", @encode(int64_t), sizeof(int64_t));
複製代碼

在 32-bit 設備上輸出日誌以下：

char     : c, 1
short    : s, 2
int      : i, 4
long     : l, 4
long long: q, 8
float    : f, 4
double   : d, 8
NSInteger: i, 4
CGFloat  : f, 4
int32_t  : i, 4
int64_t  : q, 8
複製代碼

你們注意下上面日誌裏的 long 類型輸出結果，而後咱們再看下在 64-bit 設備上的輸出日誌：

char     : c, 1
short    : s, 2
int      : i, 4
long     : q, 8
long long: q, 8
float    : f, 4
double   : d, 8
NSInteger: q, 8
CGFloat  : d, 8
int32_t  : i, 4
int64_t  : q, 8
複製代碼

能夠看到 long 的長度變成了 8，並且類型編碼也變成 q，這就是表格裏那段話的意思。

因此呢，通常若是想要整形的長度固定且長度能被一眼看出，建議使用例子最後的 int32_t 和 int64_t，儘可能少去使用 long 類型。

而後要提一下 NSInteger 和 CGFloat，這倆都是針對不一樣 CPU 分開定義的：

#if __LP64__ || (TARGET_OS_EMBEDDED && !TARGET_OS_IPHONE) || TARGET_OS_WIN32 || NS_BUILD_32_LIKE_64
typedef long NSInteger;
#else
typedef int NSInteger;
#endif

#if defined(__LP64__) && __LP64__
# define CGFLOAT_TYPE double
#else
# define CGFLOAT_TYPE float
#endif
typedef CGFLOAT_TYPE CGFloat;
複製代碼

因此他們在 32-bit 設備上長度爲 4，在 64-bit 設備上長度爲 8，對應類型編碼也會有變化。

布爾數據

用下面的代碼打印日誌：

NSLog(@"bool : %s, %lu", @encode(bool), sizeof(bool));
NSLog(@"_Bool : %s, %lu", @encode(_Bool), sizeof(_Bool));
NSLog(@"BOOL : %s, %lu", @encode(BOOL), sizeof(BOOL));
NSLog(@"Boolean : %s, %lu", @encode(Boolean), sizeof(Boolean));
NSLog(@"boolean_t: %s, %lu", @encode(boolean_t), sizeof(boolean_t));
複製代碼

在 32-bit 設備上輸出日誌以下：

bool     : B, 1
_Bool    : B, 1
BOOL     : c, 1
Boolean  : C, 1
boolean_t: i, 4
複製代碼

在 64-bit 設備上輸出日誌以下：

bool     : B, 1
_Bool    : B, 1
BOOL     : B, 1
Boolean  : C, 1
boolean_t: I, 4
複製代碼

能夠看到咱們最經常使用的 BOOL 類型還真的是有點妖，這個妖一句兩句還說不清楚，我在下一篇博客裏會介紹一下。在本篇博客裏，這個變化卻是對咱們解析模型不會產生很大的影響，因此先略過。

void、指針和數組

用下面的代碼打印日誌：

NSLog(@"void : %s, %lu", @encode(void), sizeof(void));
NSLog(@"char * : %s, %lu", @encode(char *), sizeof(char *));
NSLog(@"short * : %s, %lu", @encode(short *), sizeof(short *));
NSLog(@"int * : %s, %lu", @encode(int *), sizeof(int *));
NSLog(@"char[3] : %s, %lu", @encode(char[3]), sizeof(char[3]));
NSLog(@"short[3]: %s, %lu", @encode(short[3]), sizeof(short[3]));
NSLog(@"int[3] : %s, %lu", @encode(int[3]), sizeof(int[3]));
複製代碼

在 64-bit 設備上輸出日誌以下：

void    : v, 1
char *  : *, 8
short * : ^s, 8
int *   : ^i, 8
char[3] : [3c], 3
short[3]: [3s], 6
int[3]  : [3i], 12
複製代碼

在 32-bit 設備上指針類型的長度會變成 4，這個就很少介紹了。

能夠看到只有 C 字串類型比較特殊，會處理成 * 編碼，其它整形數據的指針類型仍是正常處理的。

結構體和聯合體

用下面的代碼打印日誌：

NSLog(@"CGSize: %s, %lu", @encode(CGSize), sizeof(CGSize));
複製代碼

在 64-bit 設備上輸出日誌以下：

CGSize: {CGSize=dd}, 16
複製代碼

由於 CGSize 內部的字段都是 CGFloat 的，在 64-bit 設備上實際是 double 類型，因此等於號後面是兩個 d 編碼，總長度是 16。

聯合體的編碼格式十分相似，很少贅述。而位段如今用到的十分少，也不介紹了，有興趣瞭解位段的能夠參考維基百科。

ObjC 數據類型的 type encodings

ObjC 數據類型大部分狀況下要配合 runtime 使用，單獨用 @encode 操做符的話，基本上也就能作到下面這些：

NSLog(@"Class : %s", @encode(Class));
NSLog(@"NSObject: %s", @encode(NSObject));
NSLog(@"NSString: %s", @encode(NSString));
NSLog(@"id : %s", @encode(id));
NSLog(@"Selector: %s", @encode(SEL));
複製代碼

輸出日誌：

Class   : #
NSObject: {NSObject=#}
NSString: {NSString=#}
id      : @
Selector: :
複製代碼

能夠看到對象的類名稱的編碼方式跟結構體類似，等於號後面那個 # 就是 isa 指針了，是一個 Class 類型的數據。

類屬性和成員變量的 type encodings

咱們能夠用 runtime 去得到類的屬性對應的 type encoding：

objc_property_t property = class_getProperty([NSObject class], "description");
if (property) {
    NSLog(@"%s - %s", property_getName(property), property_getAttributes(property));
} else {
    NSLog(@"not found");
}
複製代碼

咱們會得到這麼一段輸出：

description - T@"NSString",R,C
複製代碼

這裏的 R 表示 readonly，C 表示 copy，這都是屬性的修飾詞，不過在本篇先很少介紹。

主要要說的是這裏的 T，也就是 type，後面跟的這段 @"NSString" 就是 type encoding 了。能夠看到 runtime 比較貼心的用雙引號的方式告訴了咱們這個對象的實際類型是什麼。

關於屬性的修飾詞，更多內容能夠參考 Apple 文檔。其中 T 段始終會是第一個 attribute，因此處理起來會簡單點。

而若是是成員變量的話，咱們能夠用相似下面的辦法去得到 type encoding：

@interface TestObject : NSObject {
    int testInt;
    NSString *testStr;
}
@end

Ivar ivar = class_getInstanceVariable([TestObject class], "testInt");
if (ivar) {
    NSLog(@"%s - %s", ivar_getName(ivar), ivar_getTypeEncoding(ivar));
} else {
    NSLog(@"not found");
}
ivar = class_getInstanceVariable([TestObject class], "testStr");
if (ivar) {
    NSLog(@"%s - %s", ivar_getName(ivar), ivar_getTypeEncoding(ivar));
} else {
    NSLog(@"not found");
}
複製代碼

得到的輸出會是這樣：

testInt - i
testStr - @"NSString"
複製代碼

由於成員變量沒有屬性修飾詞那些，因此直接得到的就是 type encoding，格式和屬性的 T attribute 同樣。

類方法的 type encoding

有的時候模型設置數據的方式並非用屬性的方式，而是用方法的方式。咱們舉個例子：

Method method = class_getInstanceMethod([UIView class], @selector(setFrame:));
if (method) {
    NSLog(@"%@ - %s", NSStringFromSelector(method_getName(method)), method_getTypeEncoding(method));
} else {
    NSLog(@"not found");
}
複製代碼

能夠得到輸出：

setFrame: - v48@0:8{CGRect={CGPoint=dd}{CGSize=dd}}16
複製代碼

輸出就是整個類方法的 type encoding，關於這個我沒找到官方文檔的介紹，因此只能根據本身的推測來介紹這個編碼的格式：

• 第一個字符 v 是表示函數的返回值是 void 類型
• 後續的 48 表示函數參數表的長度（指返回值以後的全部參數，雖然返回值在 runtime 裏也算是個參數）
• 後續的 @ 表示一個對象，在 ObjC 裏這裏傳遞的是 self，實例方法是要傳遞實例對象給函數的
• 後續的 0 上面參數對應的 offset
• 後續的 : 表示一個 selector，用來指出要調用的函數是哪一個
• 後續的 8 是 selector 參數的 offset，由於這是跑在 64-bit 設備上的，因此 @ 和 : 的長度都是 8
• 後續的 {CGRect={CGPoint=dd}{CGSize=dd}} 是 CGRect 結構體的 type encoding，從這裏也能夠看出結構體嵌套使用時對應的 type encoding 是這種格式的，這個結構體包含 4 個 double 類型的數據，因此總長度應該是 32
• 最後的 16 是最後一個參數的 offset，加上剛剛的參數長度 32 正好是整個函數參數表的長度

咱們拿另外一個類方法來驗證下：

Method method = class_getInstanceMethod([UIViewController class], @selector(title));
if (method) {
    NSLog(@"%@ - %s", NSStringFromSelector(method_getName(method)), method_getTypeEncoding(method));
} else {
    NSLog(@"not found");
}
複製代碼

輸出：

@16@0:8
複製代碼

能夠看到很惋惜，NSString 類型在類方法的 type encoding 裏是不會有引號內容的，因此咱們只能知道這個參數是個 id 類型。編碼的具體解析：

• @ - 返回 id 類型
• 16 - 參數表總長度
• @ - 用來傳遞 self，是 id 類型
• 0 - self 參數的 offset
• : - 傳遞具體要調用哪一個方法，selector 類型
• 8 - selector 參數的 offset

若是是類的靜態方法而不是實例方法，咱們能夠用相似這樣的代碼得到 Method 結構體：

Method method = class_getClassMethod([TestObject class], @selector(testMethod));
複製代碼

不過提及來這種格式的編碼仍是不容易解析，因此咱們能夠用另外一種方式直接拿對應位置的參數的編碼：

Method method = class_getInstanceMethod([UIView class], @selector(setFrame:));
if (method) {
    NSLog(@"%@ - %d", NSStringFromSelector(method_getName(method)), method_getNumberOfArguments(method));
    NSLog(@"%@ - %s", NSStringFromSelector(method_getName(method)), method_copyArgumentType(method, 2));
} else {
    NSLog(@"not found");
}
複製代碼

輸出內容以下，這裏是得到了 index 爲 2 的參數的編碼：

setFrame: - 3
setFrame: - {CGRect={CGPoint=dd}{CGSize=dd}}
複製代碼

這樣就只會得到 type encoding 而不會帶上 offset 信息，就容易解析多了。

另外從這裏也能夠看到，返回值其實也是算一個參數。

其它一些 type encodings 細節

還有些 type encodings 的細節和解析模型其實不太相關，不過也在這裏介紹一下。

protocol 類型的 type encoding

用如下代碼打印日誌：

objc_property_t property = class_getProperty([UIScrollView class], "delegate");
if (property) {
    NSLog(@"%s - %s", property_getName(property), property_getAttributes(property));
} else {
    NSLog(@"not found");
}
複製代碼

會得到輸出：

delegate - T@"<UIScrollViewDelegate>",W,N,V_delegate
複製代碼

能夠看到在屬性的 type encoding 裏，會用雙引號和尖括號表示出 protocol 的類型

可是去查看方法的話：

Method method = class_getInstanceMethod([UIScrollView class], @selector(setDelegate:));
if (method) {
    NSLog(@"%@ - %d", NSStringFromSelector(method_getName(method)), method_getNumberOfArguments(method));
    NSLog(@"%@ - %s", NSStringFromSelector(method_getName(method)), method_copyArgumentType(method, 2));
} else {
    NSLog(@"not found");
}
複製代碼

依然仍是隻能獲得這樣的編碼：

setDelegate: - 3
setDelegate: - @
複製代碼

protocol 類型在模型解析中並無很大的指導做用，由於咱們沒法知道具體實現了 protocol 協議的 class 是什麼。

block 類型的 type encoding

直接亮結果吧，得到的 type encoding 是 @?，沒有任何參考意義，還好咱們作模型解析用不到這個。

關於方法參數的內存對齊

對 setEnable: 方法取 type encoding 的話會獲得：

setEnabled: - v20@0:8B16
複製代碼

但是 bool 的長度明明只有 1 啊，因此這是爲何呢？感興趣的朋友能夠了解下內存對齊。

總結

關於 Type Encodings，要講的差很少就這麼多了。暫時沒有想到還有什麼要補充的，後面想到了再補上來吧。

但願對你們有幫助，也歡迎你們指正錯誤或者進行討論。