iOS 分类为啥不能添加成员变量

1.从结构体可以知道，有属性列表,所以分类可以声明属性，但是分类只会生成该属性对应的get和set的声明，没有去实现该方法。

2.结构体没有成员变量列表，所以不能声明成员变量。

方法可以运行时改变，结构体不能运行时改变，要想改变原结构体，增加一个属性，只能用关联变量的方式，而关联本质是在类的定义之外为类增加额外的存储空间，是一层映射关系

我们简单写个demo,在我们定义的类HPWPerson里放了name，age属性，还有_hobby成员变量

首先我们考虑两个问题，类方法是放在哪里？成员变量是放在哪里？带着这两个问题我们进行深入的探究下。

我们通过上篇结尾的分析其实知道，实例方法，成员属性，协议等都是存放在class_rw_t这个结构体里，如下面源码所示，

我们继续在class_rw_t结构体源码里找下，发现有class_ro_t这个结构体，这个结构体是干什么的呢？

我们通过打印得到如下：

@property (nonatomic ,copy) NSString *name这个会生成下划线的成员变量_name,

@property (nonatomic ,assign) int age这个会生成下划线的成员变量_age,

发现我们再打印class_ro_t里发现有上图所示的成员变量，所以其中“_hobby”，“_age”,"_name"这些是存在class_ro_t这个结构里的。

通过上面我们发现，成员变量的值是放在对象里，成名变量名字以及一些大小信息放在类里面，这个是为什么呢？其实类里面的结构体它就好比一个模板，通过这个模板就可以生成各个成员变量信息，但是成员变量的值是不同的所以成员变量的值要存放在实例对象里，成员变量名及大小信息放在类里面就可以。

接着我们再继续探究下，在class_rw_t这个结构体里有class_ro_t这个结构体，那这两个结构体有什么关系呢？

1.class_ro_t是在编译的时候生成的（只读），是一个纯净的空间，不能被修改的

我们知道苹果的runtime可以动态的修改属性和方法，但是ro里又不支持修改的，那它是如何实现的呢？

我们先看下WWDC里的一个视频讲解：

WWDC讲解ro，rw链接

通过上面的视频我们知道，ro在编译的时候生成，在内存不够的时候就会进行移除，当要使用的时候就会重新从磁盘里去加载。在objc源码里我们发现有个叫class_rw_ext_t的结构体，简称为rwe。class_rw_ext_t这个也不是每个类里都生成的，因为生成class_rw_ext_t是有条件的：或者有分类，或者runtime API修改的时候会生成这个rwe结构体。runtime是无法修改成员变量的，rwe在对ro里进行拷贝出的也是其中一部分，一般ro里也就10%的内容需要修改。接着我们看rwe源码如下，也验证了我们这点：如果有rwe就直接返回里面的methods，没有就返回ro里的baseMethods。

属性存放在rw里源码：如果有rwe就直接返回里面的properties，没有就返回ro里的baseProperties。

协议存放在rw里源码：如果有rwe就直接返回里面的protocols，没有就返回ro里的baseProtocols。

设计元类只是单独为了存放我们的类方法吗？

其实其目的是为了复用消息机制。在OC中调⽤⽅法，其实是在给某个对象发送某条消息。

消息的发送在编译的时候编译器就会把⽅法转换为objc_msgSend这个函数。

id objc_msgSend(id self, SEL op, ...) 这个函数有俩个隐式的参数：消息的接收者，消息的⽅法

名。通过这俩个参数就能去找到对应⽅法的实现。

objc_msgSend函数就会通过第⼀个参数消息的接收者的isa指针，找到对应的类，如果我们是通过

实例对象调⽤⽅法，那么这个isa指针就会找到实例对象的类对象，如果是类对象，就会找到类对

象的元类对象，然后再通过SEL⽅法名找到对应的imp，然后就能找到⽅法对应的实现。

那如果没有元类的话，那这个objc_msgSend⽅法还得多加俩个参数，⼀个参数⽤来判断这个⽅法

到底是类⽅法还是实例⽅法。⼀个参数⽤来判断消息的接受者到底是类对象还是实例对象。

消息的发送，越快越好。那如果没有元类，在objc_msgSend内部就会有有很多的判断，就会影响

消息的发送效率。

所以元类的出现就解决了这个问题，让各类各司其职，实例对象就⼲存储属性值的事，类对象存储

实例⽅法列表，元类对象存储类⽅法列表，符合设计原则中的单⼀职责，⽽且忽略了对对象类型的

判断和⽅法类型的判断可以⼤⼤的提升消息发送的效率，并且在不同种类的⽅法⾛的都是同⼀套流

程，在之后的维护上也⼤⼤节约了成本。

所以这个元类的出现，最⼤的好处就是能够复⽤消息传递这套机制。不管你是什么类型的⽅法，都

是同⼀套流程。

接着我们如何证明我们上面所说的呢？下面我们来看下在源码里设置断点调试：

首先我们打开objc的源码，

我们一直按上面去打印，最后会打印一个classMethod这个类方法，在我们设置HPWPerson这个类里也有这个方法，如下，所以证明了类方法是存放在元类里面的。

接着我们看些runtime的api方法的实现：

上面这些我们是用runtime的api把成员变量，实例方法，类方法等打印出来。

通过上面总结：

1）ro里存放成员变量，实例方法，属性，协议，类对象

2）类方法存放在元类里面

日常开发过程中我们经常碰到要给分类添加自定义属性和变量的,下面通过关联对象给分类添加属性，也是runtime的实际应用之一，非常实用。（关于runtime的使用还有很多，这里只简单记录一下利用runtime给分类添加属性）。

关联Runtime提供了下面几个接口:

void objc_setAssociatedObject(id object, const void * key, id value, objc_AssociationPolicy policy)

id objc_getAssociatedObject(id object, const void * key)

void objc_removeAssociatedObjects(id object)

id object被关联的对象

const void * key:关联的key,要求唯一

id value:关联的对象

objc_AssociationPolicy policy:内存管理策略

1.给UILabel添加一个 竖直方向的verticalText，如下图所示：

新建一个继承UILabel的Category，并添加一个成员变量

.h文件

m.文件

调用时就直接使用点语法：

_textLabel.verticalText = @"厉害了，我的国"

2.给UIButton添加一个扩大点击区域的实例方法

新建一个继承UIButton的Category，并添加一个实例方法

.h文件

.m文件

创建button并调用：

[button setTouchExpandEdgeWithTop:30 right:30 bottom:30 left:30]

点击button的上下左右各30pt，button也会有响应。

Demo链接

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