前言

做iOS開發有3年了，從當初的小白到現在，斷斷續續看過很多資料，之前也寫過一些博文來記錄，但是感覺知識點都比較凌亂。所以最近準備抽時間把iOS開發的相關知識進行一個梳理，主要分為OC基礎、UI控制元件、多執行緒、動畫、網路、資料持久化、自動佈局、第三方框架等幾個模組進行梳理。本系列的所有博文集合參見：iOS開發知識梳理博文集。本文主要介紹OC基礎--資料型別與表示式。

一 資料型別

Objective-C是在C語言基礎上拓展出的新語言，所以它是完全相容C語言程式碼的，C語言中的基本資料型別如int、float、double和char在Objective-C中是完全可以正常使用的。除此之外，Objective-C還拓展了一些新的資料型別如BOOL、id、instancetype等。

1.1 基本資料型別

因為Objective-C是在C語言基礎上拓展出的新語言，所以它是完全相容C語言程式碼的，C語言中的基本資料型別都可以正常使用，直接來自C語言中的資料型別如下所示。當然，這些資料型別我們在實際開發過程中很少用到（列舉型別有時候會用到）。

#import <Foundation/Foundation.h>

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {       
        char    ch = 'a';   //字元型
        short   sh = 4;     //
 
短整型
        int     i8 = 015;   //整型 八進位制
        int     i10 = 15;   //整型 十進位制
        int     i16 = 0x15; //整型 十六進位制
        //輸出結果: i8 = 13, i10 = 15 i16 = 21
        NSLog(@"i8 = %d, i10 = %d i16 = %d", i8, i10, i16);
        long    l = 6l;     //長整型
        float   f = 3.4f;   //單精度浮點型
        double  d = 5.6;    //
 
雙精度浮點型//列舉型別

        enum EnumDemo {
            Spring, //預設為0，後面依次自增
            Summer,
            Autumn = 3, //可以指定整數，後面的在這個基礎上自增
            Winter
        };
        
        //結構體是一種集合，它裡面包含了多個變數或陣列，它們的型別可以相同，也可以不同，每個這樣的變數或陣列都稱為結構體的成員
        //結構體佔用的記憶體大於等於所有成員佔用的記憶體的總和（成員之間可能會存在縫隙）
        struct StructDemo {
            NSString *name;
            int length;
        };
        
        //共用體佔用的記憶體等於最長的成員佔用的記憶體。共用體使用了記憶體覆蓋技術，共用體的所有成員佔用同一段記憶體，同一時刻只能儲存一個成員的值，修改一個成員會影響其餘所有成員。
        union UnionDemo {
             int n;
             char ch;
             double f;
        };
        
    }
    return 0;
}

1.1.1 不同資料型別的佔用儲存空間

不同的資料型別佔用的儲存空間不同，同一資料型別在不同編譯器環境下佔用的儲存空間也不一樣。各資料型別佔用的儲存空間如下表所示。

1.1.2 不同資料型別的輸出格式

不同資料型別在列印時，我們需要按照指定的格式進行輸出，在OC中NSLog輸出格式如下表所示。

1.2 OC封裝的資料型別

除了上面的基本資料型別之外，Objective-C還拓展了一些新的資料型別如BOOL、NSInteger、NSString、CGFloat、id、instancetype等。此外，還有NSNumber、NSValue、NSData等封裝型別，有NSDictionary、NSArray、NSSet等集合資料型別，有CGRect/NSRect、CGPoint/NSPoint、CGSize/NSSize等尺寸相關的 ，還有NSRange、NSIndex等範圍相關。

1.2.1 BOOL/Boolean

Objective-C中的BOOL型別在不同的架構系統上是不一樣的，所以在64-bit架構系統下BOOL是對應C語言中的bool，值只能是1(YES)和0(NO)，32-bit架構下是無符號字元型。下面是OC中對BOOL的定義：

#if defined(__OBJC_BOOL_IS_BOOL)
    // Honor __OBJC_BOOL_IS_BOOL when available.
#   if __OBJC_BOOL_IS_BOOL
#       define OBJC_BOOL_IS_BOOL 1
#   else
#       define OBJC_BOOL_IS_BOOL 0
#   endif
#else
    // __OBJC_BOOL_IS_BOOL not set.
#   if TARGET_OS_OSX || TARGET_OS_MACCATALYST || ((TARGET_OS_IOS || 0) && !__LP64__ && !__ARM_ARCH_7K)
    //非64-bit架構或非__ARM_ARCH_7K
#      define OBJC_BOOL_IS_BOOL 0
#   else
    //64-bit架構並且__ARM_ARCH_7K
#      define OBJC_BOOL_IS_BOOL 1
#   endif
#endif

//所以在64-bit架構系統下BOOL是對應C語言中的bool，否則是無符號字元型
#if OBJC_BOOL_IS_BOOL
    typedef bool BOOL;
#else
#   define OBJC_BOOL_IS_CHAR 1
    typedef signed char BOOL; 
    // BOOL is explicitly signed so @encode(BOOL) == "c" rather than "C" 
    // even if -funsigned-char is used.
#endif

#define OBJC_BOOL_DEFINED

#if __has_feature(objc_bool)
#define YES __objc_yes
#define NO  __objc_no
#else
#define YES ((BOOL)1)
#define NO  ((BOOL)0)
#endif

//用iPhone5和iPhone8模擬器做個實驗

BOOL isOK = 23;
NSLog(@"%d", isOK);

// iPhone5的列印結果 23
// iPhone8的列印結果 1

Objective-C中的Boolean型別其實就是一個無符號字元型。

/********************************************************************************

    Boolean types and values
    
        Boolean         Mac OS historic type, sizeof(Boolean)==1
        bool            Defined in stdbool.h, ISO C/C++ standard type
        false           Now defined in stdbool.h
        true            Now defined in stdbool.h
        
*********************************************************************************/
typedef unsigned char                   Boolean;

1.2.2 NSInteger

OC中的NSInteger就是對整型的一個封裝，64-bit系統上NSInteger對應的是長整形，32-bit系統上對應的是整型。具體我們可以看OC中的原始碼的定義：

//64-bit系統上NSInteger對應的是長整形，32-bit系統上對應的是整型
#if __LP64__ || 0 || NS_BUILD_32_LIKE_64
typedef long NSInteger;
typedef unsigned long NSUInteger;
#else
typedef int NSInteger;
typedef unsigned int NSUInteger;
#endif

1.2.3 數值封裝型別NSNumber、NSValue、NSData

我們在編碼中，很多時候需要將C裡面原生的資料 (通常是一些結構體) 封裝成物件，這樣可以用NSDictionary或者NSArray來存取訪問。尤其是一些做適配的情況下，這種封裝是不可避免的。Objective－C提供了不少類可以幫助我們，比較常見的是NSNumber，NSValue和NSData。

NSValue主要就是將這些原生的資料封裝成物件，方便我們進行儲存訪問。NSValue主要用來封裝自定義的資料結構，可以是系統框架提供的CGRect/CGPoint/CGSize等資料結構，也可以是自己定義的struct。

//封裝
+ (NSValue *)valueWithBytes:(const void *)value objCType:(const char *)type;

//解封
- (void)getValue:(void *)value;

//此外還提供了對基本的尺寸範圍相關的封裝和解封
+ (NSValue *)valueWithPoint:(NSPoint)point;
+ (NSValue *)valueWithSize:(NSSize)size;
+ (NSValue *)valueWithRect:(NSRect)rect;
+ (NSValue *)valueWithEdgeInsets:(NSEdgeInsets)insets API_AVAILABLE(macos(10.10), ios(8.0), watchos(2.0), tvos(9.0));

@property (readonly) NSPoint pointValue;
@property (readonly) NSSize sizeValue;
@property (readonly) NSRect rectValue;
@property (readonly) NSEdgeInsets edgeInsetsValue API_AVAILABLE(macos(10.10), ios(8.0), watchos(2.0), tvos(9.0));

使用NSValue對NSPoint進行封裝、解封的示例程式碼如下。

NSPoint point = NSPointFromCGPoint(CGPointMake(0, 0));
// NSDictionary *dic = @{@"point" : point};  //報錯，字典中必須是物件
        
//通過轉化為NSValue進行儲存
NSValue *value = [NSValue valueWithPoint:point];
NSDictionary *dic = @{@"point" : value};
//從字典中獲取NSValue，並從該物件中獲取對應的NSPoint值
NSValue *vv = dic[@"point"];
NSPoint pp = [vv pointValue];
NSLog(@"%@", NSStringFromPoint(pp));

使用NSValue對自定義結構體進行封裝和解封的示例程式碼如下。

//結構體定義
typedef struct StructDemo {
    NSString *name;
    int age;
} StructDemoTag;

//資料建立
StructDemoTag stDemo = {@"zhangsan", 12};

//封裝
NSValue *vv2 = [NSValue value:&stDemo withObjCType:@encode(StructDemoTag)];

NSDictionary *dic2 = @{@"struct_demo" : vv2};

//解封
NSValue *vv3 = dic2[@"struct_demo"];
StructDemoTag stDemo2 = {};
[vv3 getValue:&stDemo2];

NSLog(@"name: %@, age: %d", stDemo2.name, stDemo2.age);
//name: zhangsan, age: 12

NSNumber繼承自NSValue，主要是用來封裝ANSI C內建的資料，比如char，float，int等等。這個類提供了一些封裝／解封的方法，這個使用方法很簡單，就不展示了。

//封裝方法
+ (NSNumber *)numberWithChar:(char)value;
+ (NSNumber *)numberWithUnsignedChar:(unsigned char)value;
+ (NSNumber *)numberWithShort:(short)value;
+ (NSNumber *)numberWithUnsignedShort:(unsigned short)value;
+ (NSNumber *)numberWithInt:(int)value;
+ (NSNumber *)numberWithUnsignedInt:(unsigned int)value;
+ (NSNumber *)numberWithLong:(long)value;
+ (NSNumber *)numberWithUnsignedLong:(unsigned long)value;

//解封方法
- (char)charValue;
- (unsigned char)unsignedCharValue;
- (short)shortValue;
- (unsigned short)unsignedShortValue;
- (int)intValue;
- (unsigned int)unsignedIntValue;
- (long)longValue;
- (unsigned long)unsignedLongValue;

NSData主要是提供一塊原始資料的封裝，將一些圖片、檔案、字串等資料轉化為位元組流資料，方便資料的封裝和流動，比較常見的是NSString／NSImage以及檔案資料的封裝與傳遞。在應用中，最常用於訪問儲存在檔案中或者網路資源中的資料。一般解封方法在圖片UIImage、字串NSString中有對應的從NSData資料建立。

//以下類方法全部都有成員方法的實現和介面，這裡不一一展示

//直接從data封裝
+ (instancetype)dataWithData:(NSData *)data;

//指定長度的封裝
+ (instancetype)dataWithBytes:(nullable const void *)bytes length:(NSUInteger)length;

//封裝檔案對應的
+ (nullable instancetype)dataWithContentsOfFile:(NSString *)path;
+ (nullable instancetype)dataWithContentsOfFile:(NSString *)path options:(NSDataReadingOptions)readOptionsMask error:(NSError **)errorPtr;

//封裝url對應的
+ (nullable instancetype)dataWithContentsOfURL:(NSURL *)url;
+ (nullable instancetype)dataWithContentsOfURL:(NSURL *)url options:(NSDataReadingOptions)readOptionsMask error:(NSError **)errorPtr;

NSData在字串中的使用示例程式碼如下：

NSString *str = @"hello object-c";
//封裝
NSData *data = [NSData dataWithBytes:[str UTF8String] length:str.length];
//解封
NSString *str2 = [NSString stringWithUTF8String:[data bytes]];
NSLog(@"str:%@", str2);   

1.2.4 字串NSString/NSMutableString

字串內容比較多，我們後面單獨寫一篇，到時候連結補上來。

1.2.5 集合資料型別

OC中的集合框架主要就是陣列(NSArray /NSMutableArray、字典(NSDictionry / NSMutableDictionry)、集合(NSSet / NSMutableSet)。這一部分內容也比較多，我們後面也會單獨補充一篇，到時候連結補上來。

1.2.6 尺寸、範圍相關的型別

Object-C中有CGRect/NSRect、CGPoint/NSPoint、CGSize/NSSize等尺寸相關的，其實CG開頭的和NS開頭的都是一個東西，都是struct定義的尺寸相關的結構體，只是定義在不同的框架中。

/* Points. */
struct CGPoint {
    CGFloat x;
    CGFloat y;
};
typedef struct CG_BOXABLE CGPoint CGPoint;

//NSPoint就是CGPoint
typedef CGPoint NSPoint;


/* Sizes. */

struct CGSize {
    CGFloat width;
    CGFloat height;
};
typedef struct CG_BOXABLE CGSize CGSize;

//NSSize就是CGSize
typedef CGSize NSSize;

/* Rectangles. */
struct CGRect {
    CGPoint origin;
    CGSize size;
};
typedef struct CG_BOXABLE CGRect CGRect;

//NSRect就是CGRect
typedef CGRect NSRect;

CGRect rect = CGRectMake(0, 0, 100, 200);
NSRect rect2 = NSRectFromCGRect(rect);

CGPoint point = CGPointMake(2, 3);
NSPoint point2 = NSPointFromCGPoint(point);

CGSize size = CGSizeMake(100, 50);
NSSize size2 = NSSizeFromCGSize(size);

NSRange range = NSMakeRange(0, 2);

各種尺寸相關的結構體型別資料在OC中列印該如何列印呢？我們需要將結構體型別轉為字串進行列印，系統提供了相應的方法。示例程式碼如下。

CGRect rect = CGRectMake(0, 0, 100, 200);
NSRect rect2 = NSRectFromCGRect(rect);
NSLog(@"%@", NSStringFromRect(rect));

CGPoint point = CGPointMake(2, 3);
NSPoint point2 = NSPointFromCGPoint(point);
NSLog(@"%@", NSStringFromPoint(point));

CGSize size = CGSizeMake(100, 50);
NSSize size2 = NSSizeFromCGSize(size);
NSLog(@"%@", NSStringFromSize(size));

NSRange range = NSMakeRange(0, 2);
NSLog(@"%@", NSStringFromRange(range));