ios 对象的集合类(collection classes)

当你着手为你的应用编写代码的时候，你会发现有许多可供使用的Objective-C的框架类，其中尤其重要的就是基础框架类，它为平台所有的应用提供基础服务。基础框架类中包括了表示字符串和数字等基本数据类型的值类(value classes)，也有用来存储其他对象的集合类(collection classes)。你将会依赖值类和集合类为你的ToDoList app编写大量代码。

值对象(Value Objects)

 

Foundation框架提供了生成字符串、二进制数据、日期和时间、数字以及其他值对象的类。

 

值对象封装了C语言中的基本数据类型，并提供针对相应数据类型操作的方法。在程序调用中，你会经常遇到将值对象作为参数或返回值的方法和函数。框架中的不同部分，乃至不同框架之间都可以通过值对象类传递数据。

 

Foundation框架中值对象的例子：

• NSString and NSMutableString 

• NSData and NSMutableData 

• NSDate 

• NSNumber 

• NSValue 

 

因为值对象代表的是标量值，你可以在集合类和其他任何需要的类中使用它们。相比它封装的基元数据，值对象可以让你更简单高效地操作它封装的值。以NSString类为例，它包含了查找替换子字符串、把字符串写入文件或URL、利用字符串构建文件系统路径等方法。

 

你可以用基元数据创建一个值对象(如果有必要的话，将其作为参数传递给某一方法)，之后就可以通过该对象来访问被封装的数据。下面以NSNumber类来演示说明以上创建值对象的方法。

int n = 5; // Value assigned to primitive type
NSNumber *numberObject = [NSNumber numberWithInt:n]; // Value object created from primitive type
int y = [numberObject intValue]; // Encapsulated value obtained from value object (y == n)

 

大多数值类通过声明初始化器和类工厂方法来创建它们的实例。类工厂方法可以完成实例的分配和初始化，返回一个被创建的对象。例如，NSString类声明了一个string类方法，可以分配并初始化该类的一个新实例，并作为返回值返回给你的代码使用。

NSString *string = [NSString string];

 除了创建值对象，并让你访问它们封装的值，多数值类都提供了诸如对象比较之类的简单操作方法。

 

字符串

Objective-C支持同C语言一样的惯例来指定字符串：通过单引号表示单个字符，双引号表示字符串，但是Objective-C框架一般不使用C字符串，它们通常使用NSString对象。

 

NSString类提供了一个字符串的封装，具有以下优势：内置内存管理功能可以存储任意长度的字符串、支持不同的字符编码（尤其是Unicode）以及字符格式化的方法。因为你常常会用到这样的字符串，所以Objective-C提供了一种从常量值创建NSString对象的简便方法。想要使用该常量，可在字符串的双引号前面加一个@符号即可，如下例所示。

// Create the string "My String" plus carriage return.
NSString *myString = @"My String\n";
// Create the formatted string "1 String".
NSString *anotherString = [NSString stringWithFormat:@"%d %@", 1, @"String"];
// Create an Objective-C string from a C string.
NSString *fromCString = [NSString stringWithCString:"A C string" encoding:NSUTF8StringEncoding];

 

数字

Objective-C为创建NSNumber对象的提供了简化符号，除去了调用初始化器或者类工厂方法创建这些对象的需要。只需简单地在数值前面加@符号即可，你还可以在数值之后加一个类型指示符。比如，想要创建一个封装了整数值和双精度值的NSNumber对象，你需要编写如下代码：

NSNumber *myIntValue    = @32;
NSNumber *myDoubleValue = @3.22346432;

你甚至可以使用NSNumber常量来创建封装布尔类型和字符类型的对象，如下所示：

NSNumber *myBoolValue = @YES;
NSNumber *myCharValue = @'V';

你可以通过U、L、LL、和F后缀来创建分别代表无符号整型、长整型、超长整型和浮点类型的NSNumber对象。如下代码示例创建了一个封装了浮点值类型的NSNUmber对象：

NSNumber *myFloatValue = @3.2F;

 

集合对象

 

Objective-C中的大部分集合对象都是NSArray、NSSet和NSDictionary这些基本集合类的实例。这些类用来管理群组对象，所以你添加到集合中的实例必须为一个Objective-C类。如果你需要添加标量数值，你必须创建一个合适的NSNumber或NSValue实例来代表它。

 

在集合被销毁前，集合中存储的成员对象不能被销毁。这是因为集合类采用强引用来维护它的成员对象。除了跟踪维护它对象外，集合类还提供枚举、访问特定对象、判断某一对象是否在集合内等功能。

 

NSArray, NSSet和 NSDictionary类的内容在集合创建时即被初始化，之后在使用中不能再被改变，这种类叫不可变类。每一个集合类都有一个可变的子类允许你随意添加删除成员对象。不同集合类组织它们成员对象的方式是不同的：

• NSArray和NSMutableArray—存储有序对象的数组。你可以通过在数组中指定位置来访问一个成员对象。数组中第一个元素的索引为0。

• NSSet和NSMutebleSet—存储无序对象的集合。每个元素在集合中具有唯一性。你只能通过测试或筛选的方法来访问集合中的对象。

• NSDictionary和NSMutableDictionary—通过键值对存储的一个词典。键是一个独特的标识符，通常是一个字符串，值就是你想要存储的对象。你可以通过指定键来访问该对象。

 

数组

数组（NSArray）用来表示一组有序对象，唯一的要求是每个对象必须是一个Objective-C对象，至于每个对象是不是同一个类的实例没有要求。

 

为了维护数组的有序性，元素的索引从0开始，如下图所示：

创建数组

与本章前面介绍的值类相同，你可以通过分配和初始化、工厂方法或者数组常量来创建一个数组。根据对象个数的不同，有很多初始化和工厂方法可供使用：

+ (id)arrayWithObject:(id)anObject;
+ (id)arrayWithObjects:(id)firstObject, ...;
- (id)initWithObjects:(id)firstObject, ...;

由于arrayWithObjects:和initWithObjects:方法都是可变参数长度并以nil结束，初始化如下代码所示：

NSArray *someArray =
[NSArray arrayWithObjects:someObject, someString, someNumber, someValue, nil];

上例创建了一个与之前类似的数组，其中第一个对象someObject的索引值是0，最后一个对象someValue的索引值是3。

 

如果中间某一个值是nil，数组可能会被截断。

id firstObject = @"someString";
id secondObject = nil;
id thirdObject = @"anotherString";
NSArray *someArray =
  [NSArray arrayWithObjects:firstObject, secondObject, thirdObject, nil];

本例中，someArray只包含firstObject，因为secondObject的值是nil，因此被当作数组的结束符。

 

可以使用如下简便的语法来创建一个数组常量：

NSArray *someArray = @[firstObject, secondObject, thirdObject];

当使用这个语法是，不要用nil来结束对象列表，实际上，nil是一个不存在的值。例如，你在执行以下代码时会得到一个运行异常：

id firstObject = @"someString";
id secondObject = nil;
NSArray *someArray = @[firstObject, secondObject];
// exception: "attempt to insert nil object"

 

 查询数组对象

创建完数组之后，你可以查询其中个的信息，比如它包含多少对象，或它是否包含某一给定对象。

NSUInteger numberOfItems = [someArray count];

if ([someArray containsObject:someString]) {
    ...
}

你还可以通过一个给定的索引来查询数组的项目，如果尝试请求一个不存在的索引，那么运行时你将得到一个越界异常。为了防止异常，在使用前请首先检查数组中项目的个数。

if ([someArray count] > 0) {
    NSLog(@"First item is: %@", [someArray objectAtIndex:0]);
}

本例子检查了对象个数是否大于零，如果是，Foundation框架函数NSLog输出一个数组中第一个元素的说明，它的索引为0。

 

另外一种方法是使用objecAtIndex，你还可以像C语言那样，使用方括号语法查询数组元素，上一个例子还可以写成这样：

if ([someArray count] > 0) {
    NSLog(@"First item is: %@", someArray[0]);
}

 

数组对象排序 

NSArray类为对象排序提供了一系列方法。因为NSArray是不可变的，因此这些方法会返回一个包含排序后对象的新数组。

 

例如，你可以通过对每个字符串调用compare:方法来排序字符串数组：

NSArray *unsortedStrings = @[@"gammaString", @"alphaString", @"betaString"];
NSArray *sortedStrings =
         [unsortedStrings sortedArrayUsingSelector:@selector(compare:)];

 

可变性

尽管NSArray类本身是不可变的，但是它可以包含可变对象，例如，你可以在不可变数组中添加一个可变字符串，如下所示：

NSMutableString *mutableString = [NSMutableString stringWithString:@"Hello"];
NSArray *immutableArray = @[mutableString];

于是你可以随意改变字符串的内容。

if ([immutableArray count] > 0) {
    id string = immutableArray[0];
    if ([string isKindOfClass:[NSMutableString class]]) {
        [string appendString:@" World!"];
    }
}

如果想在数组创建后添加或删除数组中的对象，你可以使用NSMutableArray，该类添加了一系列方法来添加删除、替换一个或多个对象。

NSMutableArray *mutableArray = [NSMutableArray array];
[mutableArray addObject:@"gamma"];
[mutableArray addObject:@"alpha"];
[mutableArray addObject:@"beta"];

[mutableArray replaceObjectAtIndex:0 withObject:@"epsilon"];

本示例创建了一个由对象@"epsilon", @"alpha"和 @"beta"组成的数组。对于可变数组，你可以在不生成新数组的情况下对数组进行排序，如下所示：

[mutableArray sortUsingSelector:@selector(caseInsensitiveCompare:)];

本例中，数组元素按升序排列，不区分大小写。

 

集

集对象与数组类似，但是它包含的是无序互异对象。

由于集是无序的，因此在测试成员对象时性能比数组要好。集是不可变的，因此它的内容必须在创建时指定。

NSSet *simpleSet =
  [NSSet setWithObjects:@"Hello, World!", @42, aValue, anObject, nil];

同NSArray类一样，initWithObjects:和setWithObjects:方法是可变长度的参数，必须以nil结束。NSSet的可变子类是NSMutableSet。

 

每个对象集只存储一次，即使你不止一次添加一个对象。

NSNumber *number = @42;
   NSSet *numberSet =
     [NSSet setWithObjects:number, number, number, number, nil];
   // numberSet only contains one object

 

词典

与简单的维护一个有序或无序的集合对象不同，词典（NSDictionary）使用给定键值对存取对象，它可以被用于检索。通常使用字符串对象作为字典的键。

尽管你可以使用其他对象作为键，但是请记住每个键是被复制到字典中的，因此该对象必须支持NSCopying方法。然而，如果你想要使用键值对编码，你必须使用string key作为词典对象（详情请参见Key-Value Coding Programming Guide）。

 

创建词典

你可以使用alloc和初始化，或类的工厂方法来创建词典，如下所示：

NSDictionary *dictionary = [NSDictionary dictionaryWithObjectsAndKeys:
               someObject, @"anObject",
         @"Hello, World!", @"helloString",
                      @42, @"magicNumber",
                someValue, @"aValue",
                      nil];

对于 dictionaryWithObjectsAndKeys: 和 initWithObjectsAndKeys: 方法，每个对象必须在键前面声明，并以nil结束。 

 

Objective-C为词典常量创建提供了简便语法： 

NSDictionary *dictionary = @{
              @"anObject" : someObject,
           @"helloString" : @"Hello, World!",
           @"magicNumber" : @42,
                @"aValue" : someValue
};

对于字典常量，键在对象前指定，并且列表对象和键无需以nil结束。

 

查询词典

创建词典之后，你可以查询键对应的对象，如下所示：

NSNumber *storedNumber = [dictionary objectForKey:@"magicNumber"];

如果对象未找到， objectForKey: 方法会返回 nil. 

 

除了objectForKey:方法，你还可以使用如下方法进行查询： 

NSNumber *storedNumber = dictionary[@"magicNumber"];

 

可变性

如果你需要在词典创建后添加或者删除内容，请使用NSMutableDictionary 类。

[dictionary setObject:@"another string" forKey:@"secondString"];
[dictionary removeObjectForKey:@"anObject"];

 

使用 NSNull表示nil

你不能将nil添加到本节描述的集合类中，因为nil在Objective-C 中代表“不存在的对象”，如果你需要在集合中表示一个不存在的对象，请使用NSNull类。

NSArray *array = @[ @"string", @42, [NSNull null] ];

在NSNull中，null方法总是返回同一个实例，具有这样行为的类被称为“骨架类”（ singleton classes）。你可以使用以下方法检查一个对象是否等于NSNull：

for (id object in array) {
    if (object == [NSNull null]) {
        NSLog(@"Found a null object");
    }
}

尽管Foundation框架包含的功能比此处描述的要多很多，但你不需要现在就掌握其每一个细节。如果你想要了解更多Foundation框架知识，请参看Foundation Framework Reference。目前你已掌握足够的信息来继续实现ToDoList这个应用，为了实现它你需要写一个自定义数据类。