二、interface和setter，getter

前篇说到我们通过ObjC的Category特性给日常工作增加便捷的实现，这一篇则要从语言设计角度，跟大家分享一些思考。

不要忽视interface

ObjC的@interface设计，跟Java和C#真的很像，但又略有不同，相比之下Java和C#则像是一个模子刻出来的。ObjC的特点十分明显，首先是一般不用写@private和@public来区分私有变量，大部分ObjC开发者甚至都不知道还有这两个关键字，其实Cocoa源代码中也基本没有使用过这种设计，即使ObjC是支持的。

在@interface 中使用 @private和@public

@interface Student : NSObject
{
    @private
    NSString* _name;
    @public
    NSNumber* _age;
    int _height;
}
@end

如上代码中，Student有一个私有变量_name，和两个共有变量_age、_height，但在@interface中声明变量，一定不是Cocoa设计者的初衷，这里有两个方面的考虑。

其一，把内部变量直接暴露在外，会降低整个框架的稳定性，因为增加不同模块之间的耦合，降低了每个类的内聚性。
其二，内部变量的变量名，很容易跟局部变量变量名产生冲突。上例中我给每一个变量名前加了下划线，就是为了防止这个问题发生。

所以纵观Cocoa框架的头文件设计，基本没有这样的代码，因为设计者提供了更好的实现方式，就是大家用的更多的@property关键字。

如果用@property声明上面的类，大家都很熟悉

@interface Student : NSObject
@property (nonatomic, strong) NSString* name;
@property (nonatomic, strong) NSNumber* age;
@property (nonatomic, assign) NSInteger height;
@end

@property这个设计真的很有意思，首先我们不再区分私有公有属性，因为只要写在.h里面的@property，我们都默认是共有的，私有的@property可以写在.m文件里。

其次，配合写在@implementation里面的@synthesize关键字，可以自动生成setter和getter方法，而现在@synthesize关键字都可以省略，除了个别情况有修改内部变量名称的需求。

@implementation Student
@synthesize name = _name;
@synthesize age = __age;
@end

上面的@synthesize，第一个是可以省略的，在不写的情况下，编译预处理会自动给添加@synthesize代码，所以即使没有合成（synthesize）height属性，我们依然实现了它的setter和getter方法

//这两个方法可以重写
- (void)setHeight:(NSInteger)height
{
    _height = height;
}
- (NSInteger)height
{
    return _height;
}

在setter和getter方法均重写的情况下，@synthesize需要手动添加。

1	@synthesize height = _height;

ObjC的property，其实只是getter、setter方法的便捷包装工具，对于一个property，可以只有getter没有setter（readonly），可以没有内部变量，甚至property的各种修饰声明，内部变量同样支持：

@interface XXClass()
{
   __strong NSMutableArray* _students;
}
@property (nonatomic, strong, readwrite) NSMutableArray* students;
@end

当然nonatomic和readwrite是针对setter和getter方法的修饰，内部变量没有。

nonatomic关键字和atomic关键字，决定编译器会不会自动给setter和getter方法加原子锁，atomic模式能保证多线程访问安全，但是运行效率要低，所以一般不涉及跨线程并发操作的属性，我们都用nonatomic修饰。

为什么要使用 setter 和 getter

setter和getter的设计的确值得琢磨，我们主要从以下几点分析：

setter 和 getter 包装了内部变量，整个类对外可以只暴露接口，增强类的内聚性。

例如上例中的内部变量_name，外部类是无法操作的，只能通过set和get接口来发消息：

Student* s = [[Student alloc] init];
[s setName:@"Tom"];
[s name];

通过实现 getter方法，可以避开初始化变量的时机问题

这也是很实用的一个点，因为ObjC的消息设计机制，导致ObjC很难在初始化（init）方法中传入过多参数（题外话，我给ObjC扩展过依赖注入，详见iOS实现依赖注入）。因此新实例的默认属性，放在什么位置实现合适，是大家一定遇到过的问题。

例如最常见的UIViewController，代码初始化走init方法，而通过storyboard实力化则走initWithCoder方法，一些容器属性，通过getter方法初始化，则可避免第一次调用尚未初始化造成的问题。

早期的Cocoa在如果给nil发消息，是会引起异常的，现在的版本给没有alloc的对象发消息不再抛异常，以至于某些时候属性没有初始化造成的问题变得更隐蔽，然而重写getter方法可以有效避免这个问题，例如：

//班级类
@interface XXClass : NSObject
@property (nonatomic, strong) NSMutableArray* students; //学生
@end
@implementation
//实现getter方法，在内部变量_students没初始化的情况下将其初始化
- (NSMutableArray *)students
{
    if (!_students) {
        _students = [NSMutableArray array];
    }
    return _students;
}
@end

如此一来，无论在任何时候，第一次发送[self students]消息的时候，内部变量_students都会初始化。

在这里要另外注明一点，在类的内部，不要在setter和getter方法外，直接使用内部变量，遵守这一条会收益很多。

setter 和 getter 可以单独使用，也可以脱离内部变量使用

这里要说的就是@property的灵活性了，大家知道@property拥有一系列的修饰词，除了常用的nonatomic（非原子化，线程安全），strong（强引用类型），weak（弱引用类型），assign（赋值，用于非对象属性）以外，还有readonly（只读）和readwrite（可读写）两个影响setter和getter方法的属性，readonly修饰的属性，只有getter方法而没有setter方法。

readwrite则是一个看起来可有可无的修饰词，因为默认就是可读写。然而它其实有个专门设计的用法，就是在.h中的interface中被readonly修饰的属性，可以在这个类的其他类别（category）或者匿名类别中重新声明这个属性时，修改其读写限制，例如

//班级类
@interface XXClass : NSObject
@property (nonatomic, strong, readonly) NSMutableArray* students; //学生
@end

//匿名类别
@interface XXClass()
@property (nonatomic, strong, readwrite) NSMutableArray* students;
@end

这样一来，因为匿名类别一般写在.m文件里（基本没见过写在.h文件里的），所以外部是不能调用students属性的setter方法，而XXClass类内部则可以使用。

还有一种常见情况是用setter和getter来模拟属性（@property），例如：

//班级类
@interface XXClass : NSObject
@property (nonatomic, strong, readonly) NSMutableArray* students; //学生
@property (nonatomic, assign, readonly) NSUInteger studentsCount; //学生数量
@end

- (NSUInteger)studentsCount
{
    return self.students.count;
}

这里的studentsCount是没有内部变量的，通过getter方法伪造成属性接口。

小结

这一篇是ObjC的接口设计模式的一部分，写的比较详细是帮助新手入门，给有经验的朋友带来一些思考，并引出接下来的内容。