Objective-C 编程语言(3) 定义类---分配并初始化对象，init方法的返回值，初始化方法的实现



分配并初始化对象

分配并初始化对象

在Objective-C中创建一个对象需要两步：

● 为新的对象分配空间

● 对分配的空间进行初始化

在没有完成上述两个步骤之前，对象是不能用的。上述的两个步骤是分别通过不同的方法来完成的，但是通常是在一行代码中进行的：

id anObject = [[Rectangle alloc] init];

把分配和初始化分开进行使得我们可以对每个步骤进行单独的控制。下面的内容我们将先讨论分配对象然后是初始化对象。

在Objective-C中，我们使用NSObject类中定义的方法来为对象分配空间（或者说是分配对象）。NSObject类中定义了两个用来完成这项工作的方法：alloc以及allocWithZone:。

这两个方法都能分配足够大的空间以便容纳属于该消息接收者类的所有实例变量。在派生类中我们不需要对这两个方法进行重写。

alloc和allocWithZone:这两个方法会对新对象的isa实例变量进行初始化，使得他指向该类的类对象。其他所有的变量会被初始化为0.一般情况下，在使用对象之前都需要对其进行更加明确的初始化。

这种初始化工作是由和类相关的实例方法来完成的。按照惯例，就是那些以init开始的方法。如果不需要参数，那么方法名称就是简单的init四个字母。如果初始化时需要参数，就应该在init后增加相应的标签。如NSView类的对象就可以使用initWithFrame:方法来进行初始化。

init方法的返回值

一般情况下，init...是对消息接收者的实例变量进行初始化，并返回该对象。返回一个可用的对象是init...返回的职责。

然而，在一些情况下这种返回可用对象的职责要求init...方法返回可能不是消息接收者对象，而是别的对象。例如，如果一个类中维护的是命名对象的列表，在initWitdName:方法中就会拒绝把相同的名称赋给两个不同的对象。当把一个已经使用的名称赋给一个新对象的时候， initWithName:方法可能会先释放掉新的对象，而返回之前已经存在的那个对象，这样以确保对象名称的唯一性，实现根据名称获取对应对象的功能。

在少数情况下，还需要在init...方法中做一些其他的事情。例如，方法initFromFile:从传入的文件中获取数据来对对象进行初始化。如果传入的文件名称不是真实的存在的文件，那么该初始化方法就不能完成正常的初始化工作。在这种情况下，init...就可能释放掉消息接收者这个对象，然后返回nil，以便表明不能创建该对象。

正是由于init...方法的返回值可以不是刚刚创建的对象————消息的接收者，甚至可能返回nil，因此在程序中正确使用init...方法的返回值就显得很重要了，而不仅仅只是需要正确使用alloc 或者allocWithZone:方法的返回值。下面代码中的做法是非常危险的，因为它没有考虑到返回值为nil的情况：

[cpp]
view plaincopyprint?

id anObject = [SomeClass alloc];
[anObject init];
[anObject someOtherMessage];

id anObject = [SomeClass alloc];
[anObject init];
[anObject someOtherMessage];

相反，为了能够正确地对对象进行初始化，我们应该把分配和初始化对象放在一行代码中：

[cpp]
view plaincopyprint?

id anObject = [[SomeClass alloc] init];
[anObject someOtherMessage];

id anObject = [[SomeClass alloc] init];
[anObject someOtherMessage];

如果init..方法的返回值确实可能返回nil， 那么我们在进行后面的处理之前应该先做检查：

[cpp]
view plaincopyprint?

id anObject = [[SomeClass alloc] init];
if ( anObject)
[anObject someOtherMessage];
else
...

id anObject = [[SomeClass alloc] init];
if ( anObject)
[anObject someOtherMessage];
else
...  

初始化方法的实现

在Objective-C中，一旦创建了对象，对象空间中除了isa之外的所有比特也就是全部的实例变量的值都被置为0。在某些情况下，这也许正是我们期望的。在很多别的情况下，我们希望把对象的实例变量初始化为别的缺省的值，或者是根据传入的参数来对其进行初始化。此时，我们就需要自己编写初始化方法。在Objectic-C中，初始化方法和普通的方法相比是有一些限制以及习惯做法的。

初始化方法相关的限制和惯例

关于初始化方法有如下的一些限制和惯例：

● 按照惯例，初始化方法名称都是以init开始的。

基础框架中提供的initWithFormat:，initWithObject:以及initWithObjectAndKey:等方法的命名就是遵循这个惯例的。

● 初始化方法的返回值应该id类型的。

返回值是id类型是出于这样的考虑：初始化方法返回值不是具体的类类型，是可变的，这取决于上下文。例如：NSString类提供了一个initWithFormat:的方法。然而，当向NSMutableString（NSString类的派生类）的对象发送initWithFormat:消息的时候，其返回的是NSMutableString类型的对象，而不是NSString类型的。

● 在实现自定义初始化方法的时候，最终都是要调用一个“指定的”初始化方法。

更多信息请参阅“指定的”初始化方法以及“初始化时类之间的协调”两小节。

简而言之，如果我们需要编写的就是“指定的”那个初始化方法，那么我们必须在其实现中调用超类的“指定的”初始化方法。如果我们实现的别的初始化方法那么我们必须在实现时调用该类自身的“指定的”初始化方法，或者是调用那些最终调用了“指定的”初始化方法的初始化方法。（译者注：好绕呀！）

● 在初始化方法中我们必须给self赋值为方法返回的那个对象。这是因为初始化方法的返回值很有可能是和原来不同的对象。

● 在初始化方法中如果需要设置实例变量的值，通常都是直接给实例变量赋值，而不是使用其访问方法。

直接访问实例变量可以避免使用访问方法有可能带来的负面影响。

● 在初始化方法的最后必须返回self。除非初始化失败了可以返回nil。

关于初始化失败更多在“初始化失败的处理”。

下面的示例代码实现了一个NSObject类的派生类的自定初始化方法。该类有一个实例变量creationDate，用于表示对象的创建时间：

[cpp]
view plaincopyprint?

-(id) init
{
//给self赋值为超类的“指定的”初始化方法的返回值
//也就是NSObject类的init方法
self = [super init];
if (self)
{
createDate = [[NSDate alloc] init];
}

return self;
}

-(id) init
{
//给self赋值为超类的“指定的”初始化方法的返回值
//也就是NSObject类的init方法
self = [super init];
if (self)
{
createDate = [[NSDate alloc] init];
}

return self;
}

之所以使用if(self)的原因将在“初始化失败的处理”章节中进行讨论。

在初始化方法中没有必要为所有的参数头提供相应的参数。例如，如果某个类中需要一个名称和数据源，那么他可以提供初始化方法：initWithName:FromURL:。该类中的其他实例变量可以是任意值或者缺省地设置为nil。可以在初始化完成后，依靠诸如：setEnable:,setFriend:,setDemensions:等方法来修改这些初始化中设置的缺省值。

在下面的示例程序中初始化方法需要一个参数。其中的类是从NSView类继承而来。程序为我们展示了在调用超类的“指定的”初始化方法之前是可以做一些其他工作的：

[cpp]
view plaincopyprint?

-(id)initWithImage:(NSImage *)anImage
{
//根据图像的大小来设置新实例的大小
NSSize size = anImage.size;
NSRect frame = NSMakeRect(0.0, 0.0, size.width， size.height);

//给self赋值为超类的“指定的”初始化方法的返回值
//也就是NSView类中的initWithFrame:方法
self = [super initWithFrame:frame];
if (self)
{
image = [anImage retain];
}

return self;
}

-(id)initWithImage:(NSImage *)anImage
{
//根据图像的大小来设置新实例的大小
NSSize size = anImage.size;
NSRect frame = NSMakeRect(0.0, 0.0, size.width， size.height);

//给self赋值为超类的“指定的”初始化方法的返回值
//也就是NSView类中的initWithFrame:方法
self = [super initWithFrame:frame];
if (self)
{
image = [anImage retain];
}

return self;
}

这个示例程序中没有演示如果初始化失败应该怎么做。这一点我们将在下节中进行讨论。

初始化失败的处理

通常情况，如果初始化失败，我们应该调用self的release方法，并返回nil。

鉴于这种情况，我们必须注意以下两点：

● 任何接收到初始化返回nil的对象都应该能够处理这种情况。如果在调用某个对象的初始化方法之前已经建立和该对象的外部引用（这种情况不太可能发生），那么就必须在处理初始化失败时解除这种引用。

● 我们必须保证dealloc方法能够处理这种初始化没有完全完成的情况，也就是实例的部分数据被初始化了，部分数据没有被成功初始化的情况。

注意：只有在靠近初始化失败的地方才应该调用self的release方法。如果是调用超类的初始化方法返回nil，那么此时不应该调用self的release方法。此时需要做的只是解除那些在dealloc方法中没有解除的对该对象的引用，然后返回nil。

下面的实例程序是基于“初始化方法相关的限制和惯例”小节中的程序，展示了在初始化方法中如何处理参数不正确的情况：

[cpp]
view plaincopyprint?

-(id) initWithImage:(NSImage *)anImage
{
if ( anImage == nil )
{
[self release];
return nil;
}

//根据图像的大小来设置新实例的大小
NSSize size = anImage.size;
NSRect frame = NSMakeRect(0.0, 0.0, size.width， size.height);

//给self赋值为超类的“指定的”初始化方法的返回值
//也就是NSView类中的initWithFrame:方法
self = [super initWithFrame:frame];
if (self)
{
image = [anImage retain];
}

return self;
}

-(id) initWithImage:(NSImage *)anImage
{
if ( anImage  == nil )
{
[self release];
return nil;
}

//根据图像的大小来设置新实例的大小
NSSize size = anImage.size;
NSRect frame = NSMakeRect(0.0, 0.0, size.width， size.height);

//给self赋值为超类的“指定的”初始化方法的返回值
//也就是NSView类中的initWithFrame:方法
self = [super initWithFrame:frame];
if (self)
{
image = [anImage retain];
}

return self;
}

下面程序演示了一种更好的做法：如果初始化失败，则通过一个NSError对象返回更有意义的错误信息。

[cpp]
view plaincopyprint?

-(id) initWithURL:(NSURL *)aURL error:(NSError **)errorPtr
{
self = [super init];
if ( self )
{
NSData * data = [[NSData] alloc] initWithContentsOfURL:aURL
options:NSUncahedRead
error:errorPtr];
if ( data == nil )
{
//此时，表示错误信息的对象是在NSData的初始化方法中创建的。
[self release];

return nil;
}
}
//其他实现代码
...
}

-(id) initWithURL:(NSURL *)aURL error:(NSError **)errorPtr
{
self = [super init];
if ( self )
{
NSData * data = [[NSData] alloc] initWithContentsOfURL:aURL
options:NSUncahedRead
error:errorPtr];
if ( data == nil )
{
//此时，表示错误信息的对象是在NSData的初始化方法中创建的。
[self release];

return nil;
}
}
//其他实现代码
...
}

我们不应该使用异常来处理这种错误。更多信息请参阅《错误处理编程指南》一书。

初始化时类之间的协调

一个类的init...方法中通常只对在该类中定义的变量进行初始化。对继承而来的实例变量的初始化是通过向super发送消息，调用在继承关系图中更高层的类的初始化方法来完成的：

[cpp]
view plaincopyprint?

-(id)initWithName:(NSString *)string
{
self = [super init];
if (self)
{
name =[string copy];
}

return self;
}

-(id)initWithName:(NSString *)string
{
self = [super init];
if (self)
{
name =[string copy];
}

return self;
}

通过向super发送消息可以把继承关系图中的所有相关类关联起来。由于是最先向super发送消息的，所以这种方式确保了超类的实例变量是在派生类的实例变量之前被初始化的。例如，Rectangle类的对象最先应该是作为NSObject类的对象来进行初始化，然后是Graphic类的对象，再次是Shape类的对象，最后才是Rectangle类的对象。

之前程序段中的initWithName:和继承而来的init方法的之间的关系如图3-1所示：

│

┌───────────────────────┐ │

│ -init │─────┘

│ │<────┐

class A │ │ │

│ │ │

│ │ │

└───────────────────────┘ │

│

│

│

┌───────────────────────┐ │

│ -initWithName: │─────┘

│ │

class B │ │

│ │

│ │

└───────────────────────┘

图3-1
如上图中，由于A中定义了init方法，作为A类的派生类B继承了该init方法。但是由于A中的init方法只是对定义在A中的实例变量进行了初始化，因此继承而来的init方法不能对B类中的实例变量进行初始化，因此B中必须重写init方法，以便B类的init方法即能完成对继承而来实例变量的初始化也能完成对自身中定义的实例变量的初始化。：

[cpp]
view plaincopyprint?

- init
{
return [self initWithName:"default"];
}

- init
{
return [self initWithName:"default"];
}

而在initWithName:方法中调用了继承而来的init方法，A类和B类初始化的关系变成如图3-2所示：

│

┌───────────────────────┐ │

│ -init │─────┘

│ │<────┐

class A │ │ │

│ │ │

│ │ │

└───────────────────────┘ │

│

│

│

┌───────────────────────┐ │

┌───│ -init │ │

│ │ │ │

class B └──>│ -initWithName: │─────┘

│ │

│ │

└───────────────────────┘

图3-2
这样做会使得自己的程序更具有兼容性。如果没有对这样的继承而来的方法进行重写，可能会导致别人使用了没有被正确初始化的对