【IT168技术】老读者都知道我这些天花了很长时间写Objective-C的代码。现在我已经完成一个Smalltalk的编译器，这个编译器可以在对象与Objective-C的对象相关联的地方产生代码。同时，这篇文章也可以给那些熟悉C++的人一个关于Objective-C大概的介绍。

　　Objective-C是为C提供给类Smalltalk语义学的最小集合的拓展而设计的。它也包括了类Smalltalk的语法，这可以轻松的看出部分代码是纯C的，并且这部分包括Objective-C的拓展。

　　与C++不同，Objective-C是C的一个超集。每一个C程序都是一个有效的Objective-C程序。所有Objective-C中新关键字都以@未前缀，但在C的标识符这并不是有效的。

　　运行时系统

　　Objective-C的第一个具体实现是一个预处理器，它使Objective-C转化为C。语言的动态特性由一个运行时库提供。现代的编译器不用C作为中间语言， 但他们对运行时库提供动态特性有着相同的约定。

　　在Objective-C，对象都是C结构体，只是这些结构体第一个元素是一个指向另一个用来代表类的C结构体。准确的来说在运行时这个类结构有些变化，但至少包含查找方法的信息要求、实例变量的布局和其他一些元数据。

　　因为Objective-C是C的超集，并且运行时库的所有特性(包括类结构)对C是公开的， 这就意味着Objective-C对编程人员完全公开对象模型。这在Objective-C并不奇怪。当你在C++调用一个方法时，编译器通过虚表进行一些复杂操作来找到正确的代码运行。在Objective-C，如下：

　　调用一个C函数来查找实现方法的函数(通过GNU运行时)

　　调用一个查找方法的C函数并且在一次运算中调用(通过Apple运行时)

　　这就意味着你可以编写纯C代码与Objective-C对象交互。它也允许你在你需要的情况下绕过一些动态行为。

　　一些历史

　　19世纪80年代初，Objective-C由Brad Cox发明，起初是作为对C微小集合的拓展来支持Smalltalk风格的对象。它从面向对象预编译项目中脱颖而出，这个项目与Objective-C有着相似的语义但的确是些复杂的语义。

　　最初的实现和Objective-C的商标由NeXT持有并全部应用在新的操作系统中。NeXT在Objective-C中创建了一个GUI工具集和一个接口创建器。这被广泛认为第一个商业快速应用开发(RAD)工具。好的一面就是接口创建器并不保存接口描述—存储序列化对象。这种方式可以保持一个模式-视图-控制器清楚的分离并且以可装载模式存储控制器和视图。

　　早在19世纪90年代，NeXT和Sun对NeXT环境分别构建了便携版本。而NeXT初始系统在一些地方使用了纯C语言，新版本定义了两个框架：Foundation和AppKit.Foundation定义了核心功能，包括集合类，字符串和其他一些东西。AppKit包含了GUI框架。这两个都定义在OpenStep规格说明中，而这个说明也在NeXT、Sun和随后的一些GNU项目中实施。在收购NeXT之后，苹果公司将OpenStep实施改名为”Cocoa”。因为OpenStep基于早期的NeXT设计，在OpenStep的所有的类都以NS为前缀。

　　GCC支持Objective-C的历史颇有些趣味性色彩。起初的实现是由NeXT所编写，而保存在一个分离的库，这样使用者可以链接他们的GCC的版本。通过没有和GCC的分离，NeXT希望规避GPL。这个小把戏没有成功，而且NeXT最后被要求公开源代码。然而，并没有要求公开运行时库的源代码，这就意味着编译器在其他平台都没有作用。Richard Stallman 编写了一个新的版本实际上是用来取代NeXT运行时。这后来被更新的版本取代。

　　在GCC中，Objective-C现在的代码基于你使用的学科。NeXT[FS:PAGE]保留着自己的版本，这个版本因为没有分层而且都在单一源文件中所以仅仅勉强维持， 并且只支持NeXT运行时。GCC包含了一个不用维护的，基于NeXT代码但以#ifdefs标记的GNU运行时。

　　曾经GCC支持Objective-C并试图以复制NeXT环境开始。GNUstep项目最终从这里发展并且实施几乎所有的OpenStep和Cocoa附加的一些。它也包括NeXT的接口创建器的取代：GNU对象关系模型(GORM)。

　　Objective-C的一些语法

　　在Objective-C中语法的加法被设计为强调各种面向对象代码的语义。在C++中，你可以这样做：

　　doSomething();这是调用一个C函数，调用一个静态的C++成员函数通过现前的对象传递作为一个隐含的参数，或者调用一个可以在子类中实现虚函数， 通过现

　　前的对象作为一个隐含的参数。换一种方法，你也可以这样做：

　　a.doSomething();这是调用一个C函数指针，它是一个结构体的域，调用一个定义在类上的静态成员函数其中你认为a是类的一个实例，或者一个定义在类上的虚方法其中a是一个真正实例。

　　相反，在Objective-C中看起来象C其实就是C。在Objective-C中调用一个方法的等价源于Smalltalk语法：

　　[a doSomething];方括号用来包装类Smalltalk信息发送语法。我将回过头来讲诉发送消息和调用函数的区别。当你有一个有很多参数的方法时，这些参数在Objective-C都有自己的名字，象这样：

　　[aDictionary setObject:@”a string” forKey:@”a key”];对那些熟悉C语法的人这看起来非常奇怪，但它意味着你花很少时间去考虑参数的顺序。而且如果你先前不知道aDictionary是类的一个实例的话这也使代码易读—你知道这种方法传递一个对象和一个键，而且你只知道这些。

　　在后台，这转化为下面这些：

　　SEL sel = sel_get_uid(“setObject:forKey:”);

　　IMP method = obj_msg_lookup(aDictionary->isa,sel);

　　method(aDictionary, sel, @”a string”, @”a key”);

　　我将回过头来讲诉sel是什么。当这起作用时，这并没有象发生的那样—当模块加载的时候通过运行时库的初始化填充sel的值。NeXT/Apple将后面两步合二为一如下：

　　obj_msgSent(aDictionary, sel, @”a string”, @”a key”);速度稍微快些，但使实现优化类似不确定性内联变得稍微困难一些。因为这些是C函数，他们也不特殊——你可以在你自己的代码中调用他们。有一件有趣的事情，在LLVMC语言家族前后树是一个复写者，它包含Objective-C源文件并编译成C源文件以兼容在NeXT运行时库。

　　对象模型

　　术语面向对象是由Alan Kay在19世纪60年代提出的。他一直和一个在Xerox PARC的小组从事开发Smalltalk语言，并且这种语言作为编程模型思想的具体体现。

　　面向对象编程最基础的想法是通过简单的计算机模型来传递消息。这非常有别于C++方式，C++有点类似面向对象，但它基于函数和数据结构结合的思想。

　　在C++中，对象是一系列与函数有关的结构，而这些函数或是静态的或是虚的。一个静态函数语义上等价于一个C函数，这个函数隐含的第一个参数包含着对象。这完全是对C的无指针拓展，因为下面两个是相等的。

　　//C++

　　object->function();

　　//C

　　function(object);C++版本更多的作为代表，但并没有任何语义上区别。

　　C++在虚成员函数的格式上也支持一些变通。在先前的例子里如果函数是个虚函数，真正的函数调用取决于对象的类。如果它是静态的，调用函数取决于调用者所考虑类的对象。

　　在Objective-C，没有等价于静态成员函数。如果你想要这个功能， 你只能使用C函数。Objective-C中的方法与C++中的虚方法非常相似，但有一些重要的区别。首先是语法不同：

　　[object message];发送命名消息到对象。执行代码作为这个行为的结果，而这完全取决于对象的类。这一点非常不同于C++的等价：在C++中，这种机制稍[FS:PAGE]微取决于所考虑类的对象。

　　假设你有一个类继承于四个类。A是父类，B和C是A的子类，D是B的子类。在C++中，除了A其他的类都实现虚函数doSomething()，你可以称这种方式叫模板。考虑下面：

　　object.doSomething();如果你认为对象是类B或D的，并且实际上是类D的对象。实现声明通过D被调用。如果你认为是类C的，将通过C的实现来调用。如果你认为是A的一个实例，你需要尝试两个显式动态映射并且看看哪一个起作用，或是否使用同一个模板。

　　如果你在Objective-C中有相同的类约定，用B、C和D实现一个doSomething方法，你可以尝试如下：

　　[object doSomething];如果你认为对象是B类型的，但其实是C类型的，doSomething方法依然会被调用。如果你认为是类A的实例，编译时警告弹出，A的实例没有回应一个doSomething消息。如果真的是B、C或是D的实例，它将在运行时起作用，但它是A的一个实例，运行时异常将会弹出。

　　多继承在Objective-C中没有实现，但相对于C++来说远远没必要。在C++中，方法的查找基于继承链，所以你无法使用两个类继承，除非他们有共同的父类。在Objective-C中，你可以完全使用两个类在回应相同消息的条件下进行交互。

　　总结

　　我们已经浏览了Objective-C的历史和语言背后的核心思想。我们也发现了一些语言的重要部分：给对象发消息。在第二部分，我们会看到更多的核心语法。