iOS开发：Coco!a―类与对象详解

我们可以在/usr/include/objc/objc.h 和 runtime.h 中找到对 class 与 object 的定义：

typedef struct objc_class *Class;typedef struct objc_object {    Class isa;} *id;

Class 是一个 objc_class 结构类型的指针；而 id（任意对象） 是一个 objc_object 结构类型的指针，其第一个成员是一个 objc_class 结构类型的指针。注意这里有一关键的引申解读：内存布局以一个 objc_class 指针为开始的所有东东都可以当做一个 object 来对待！ 那 objc_class 又是怎样一个结构体呢？且看：

struct objc_class{    struct objc_class* isa;    struct objc_class* super_class;    const char* name;    long version;    long info;    long instance_size;    struct objc_ivar_list* ivars;    struct objc_method_list** methodLists;    struct objc_cache* cache;    struct objc_protocol_list* protocols;};

objc_class 结构体的各成员介绍如下：

isa：是一个 objc_class 类型的指针，看到这里，想起我前面的引申解读了没？内存布局以一个 objc_class 指针为开始的所有东东都可以当做一个 object 来对待！ 这就是说 objc_class 或者说类其实也可以当做一个 objc_object 对象来对待！对象是对象，类也是对象，是不是有点混淆？别急，ObjC发明（or 重用）了一个术语来区分这两种不同的对象：类对象（class object）与实例对象（instance object）。OK，名称混淆的问题解决，下面我将使用这两个术语来区分不同的对象，而使用“对象”这一术语来泛指所有的对象。ObjC还对类对象与实例对象中的 isa 所指向的类结构作了不同的命名：类对象中的 isa 指向类结构被称作 metaclass，metaclass 存储类的static类成员变量与static类成员方法（+开头的方法）；实例对象中的 isa 指向类结构称作 class（普通的），class 结构存储类的普通成员变量与普通成员方法（-开头的方法）。

super_class：一看就明白，指向该类的父类呗！如果该类已经是最顶层的根类（如 NSObject 或 NSProxy），那么 super_class 就为 NULL。

好，先中断一下其他类结构成员的介绍，让我们厘清一下在继承层次中，子类，父类，根类（这些都是普通 class）以及其对应的 metaclass 的 isa 与 super_class 之间关系:

规则一：类的实例对象的 isa 指向该类；该类的 isa 指向该类的 metaclass；

规则二：类的 super_class 指向其父类，如果该类为根类则值为 NULL；

规则三：metaclass 的 isa 指向根 metaclass，如果该 metaclass 是根 metaclass 则指向自身；

规则四：metaclass 的 super_class 指向父 metaclass，如果该 metaclass 是根 metaclass 则指向该 metaclass 对应的类；

好吧，文字总是那么乏力，有图有真相！

<instance object，class，metaclass 的 isa 与 super_class 关系图>

那么 class 与 metaclass 有什么区别呢？

class 是 instance object 的类类型。当我们向实例对象发送消息（实例方法）时，我们在该实例对象的 class 结构的 methodlists 中去查找响应的函数，如果没找到匹配的响应函数则在该 class 的父类中的 methodlists 去查找（查找链为上图的中间那一排）。如下面的代码中，向str 实例对象发送 lowercaseString 消息，会在 NSString 类结构的 methodlists 中去查找 lowercaseString 的响应函数。