OC基础–数据类型与表达式
前言
做iOS开发有3年了，从当初的小白到现在，断断续续看过很多资料，之前也写过一些博文来记录，但是感觉知识点都比较凌乱。所以最近准备抽时间把iOS开发的相关知识进行一个梳理，主要分为OC基础、UI控件、多线程、动画、网络、数据持久化、自动布局、第三方框架等几个模块进行梳理。本系列的所有博文集合参见：iOS开发知识梳理博文集。本文主要介绍 OC基础–数据类型与表达式。
一 数据类型
Objective-C是在C语言基础上拓展出的新语言，所以它是完全兼容C语言代码的，C语言中的基本数据类型如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还拓展了一些新的数据类型如BOOL、id、instancetype等。
1.1 基本数据类型
因为Objective-C是在C语言基础上拓展出的新语言，所以它是完全兼容C语言代码的，C语言中的基本数据类型都可以正常使用，直接来自C语言中的数据类型如下所示。当然，这些数据类型我们在实际开发过程中很少用到（枚举类型有时候会用到）。
#import <Foundation/Foundation.h> int main(int argc, const char * argv[]) { @autoreleasepool { char ch = 'a'; //字符型 short sh = 4; //短整型 int i8 = 015; //整型 八进制 int i10 = 15; //整型 十进制 int i16 = 0x15; //整型 十六进制 //输出结果: i8 = 13, i10 = 15 i16 = 21 NSLog(@"i8 = %d, i10 = %d i16 = %d", i8, i10, i16); long l = 6l; //长整型 float f = 3.4f; //单精度浮点型 double d = 5.6; //双精度浮点型//枚举类型
enum EnumDemo { Spring, //默认为0，后面依次自增 Summer, Autumn = 3, //可以指定整数，后面的在这个基础上自增 Winter }; //结构体是一种集合，它里面包含了多个变量或数组，它们的类型可以相同，也可以不同，每个这样的变量或数组都称为结构体的成员 //结构体占用的内存大于等于所有成员占用的内存的总和（成员之间可能会存在缝隙） struct StructDemo { NSString *name; int length; }; //共用体占用的内存等于最长的成员占用的内存。共用体使用了内存覆盖技术，共用体的所有成员占用同一段内存，同一时刻只能保存一个成员的值，修改一个成员会影响其余所有成员。 union UnionDemo { int n; char ch; double f; }; } return 0; }
1.1.1 不同数据类型的占用存储空间
不同的数据类型占用的存储空间不同，同一数据类型在不同编译器环境下占用的存储空间也不一样。各数据类型占用的存储空间如下表所示。
| 数据类型 | 16位编译器 | 32位编译器 | 64位编译器 |
|---|---|---|---|
| char | 1byte | 1byte | 1byte |
| int | 2byte | 4byte | 4byte |
| float | 4byte | 4byte | 4byte |
| double | 8byte | 8byte | 8byte |
| short int | 2byte | 2byte | 2byte |
| unsigned int | 2byte | 4byte | 4byte |
| long | 4byte | 4byte | 8byte |
| unsigned long | 4byte | 4byte | 8byte |
| long long | 8byte | 8byte | 8byte |
1.1.2 不同数据类型的输出格式
不同数据类型在打印时，我们需要按照指定的格式进行输出，在OC中NSLog输出格式如下表所示。
| 格式字符 | 说明 | 格式字符 | 说明 |
|
d |
带符号十进制 | f | 小数形式输出，默认输出6位小数 |
| o | 无符号八进制 | e | 指数形式输出，数值不分默认输出6位小数 |
| x | 无符号十六进制 | g | 自动选用%f或%e输出，保证以最简形式输出，并不会输出无意义的0 |
| u | 无符号十进制 | p | 以十六尽职形式输出指针变量所代表的地址值 |
| s | 输出C风格字符串 | l | 用在d、o、x、u之前用于输出长整型；在f、e、g之前用于输出长浮点型 |
| m | 用于制定输出数据所占的最小宽度为m位 | .n | 对于浮点数，表示输出n位小数，对于字符串，表示截取的字符个数 |
| _ | 表述输出的数值向左边对齐 |
1.2 OC封装的数据类型
除了上面的基本数据类型之外，Objective-C还拓展了一些新的数据类型如BOOL、NSInteger、NSString、CGFloat、id、instancetype等。此外，还有NSNumber、NSValue、NSData等封装类型，有NSDictionary、NSArray、NSSet等集合数据类型，有CGRect/NSRect、CGPoint/NSPoint、CGSize/NSSize等尺寸相关的 ，还有NSRange、NSIndex等范围相关。
1.2.1 BOOL/Boolean
Objective-C中的BOOL类型在不同的架构系统上是不一样的，所以在64-bit架构系统下BOOL是对应C语言中的bool，值只能是1(YES)和0(NO)，32-bit架构下是无符号字符型。下面是OC中对BOOL的定义 ：
#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架构或非__ARM_ARCH_7K # define OBJC_BOOL_IS_BOOL 0 # else //64-bit架构并且__ARM_ARCH_7K # define OBJC_BOOL_IS_BOOL 1 # endif #endif //所以在64-bit架构系统下BOOL是对应C语言中的bool，否则是无符号字符型 #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模拟器做个实验 BOOL isOK = 23; NSLog(@"%d", isOK); // iPhone5的打印结果 23 // iPhone8的打印结果 1
Objective-C中的Boolean类型其实就是一个无符号字符型。
/******************************************************************************** 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就是对整型的一个封装，64-bit系统上NSInteger对应的是长整形，32-bit系统上对应的是整型。具体我们可以看OC中的源码的定义：
//64-bit系统上NSInteger对应的是长整形，32-bit系统上对应的是整型 #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 数值封装类型 NSNumber、NSValue、NSData
我们在编码中，很多时候需要将C里面原生的数据 (通常是一些结构体) 封装成对象，这样可以用NSDictionary或者NSArray来存取访问。尤其是一些做适配的情况下，这种封装是不可避免的。Objective－C提供了不少类可以帮助我们，比较常见的是NSNumber，NSValue和NSData。
NSValue主要就是将这些原生的数据封装成对象，方便我们进行存储访问。NSValue主要用来封装自定义的数据结构，可以是系统框架提供的CGRect/CGPoint/CGSize等数据结构，也可以是自己定义的struct。
//封装 + (NSValue *)valueWithBytes:(const void *)value objCType:(const char *)type; //解封 - (void)getValue:(void *)value;
//此外还提供了对基本的尺寸范围相关的封装和解封 + (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对NSPoint进行封装、解封的示例代码如下。
NSPoint point = NSPointFromCGPoint(CGPointMake(0, 0)); // NSDictionary *dic = @{@"point" : point}; //报错，字典中必须是对象 //通过转化为NSValue进行保存 NSValue *value = [NSValue valueWithPoint:point]; NSDictionary *dic = @{@"point" : value}; //从字典中获取NSValue，并从该对象中获取对应的NSPoint值 NSValue *vv = dic[@"point"]; NSPoint pp = [vv pointValue]; NSLog(@"%@", NSStringFromPoint(pp));
使用NSValue对自定义结构体进行封装和解封的示例代码如下。
//结构体定义 typedef struct StructDemo { NSString *name; int age; } StructDemoTag; //数据创建 StructDemoTag stDemo = {@"zhangsan", 12}; //封装 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继承自NSValue，主要是用来封装ANSI C内置的数据，比如char，float，int等等。这个类提供了一些封装／解封的方法，这个使用方法很简单，就不展示了。
//封装方法 + (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主要是提供一块原始数据的封装，将一些图片、文件、字符串等数据转化为字节流数据，方便数据的封装和流动，比较常见的是NSString／NSImage以及文件数据的封装与传递。在应用中，最常用于访问存储在文件中或者网络资源中的数据。一般解封方法在图片UIImage、字符串NSString中有对应的从NSData数据创建。
//以下类方法全部都有成员方法的实现和接口，这里不一一展示 //直接从data封装 + (instancetype)dataWithData:(NSData *)data; //指定长度的封装 + (instancetype)dataWithBytes:(nullable const void *)bytes length:(NSUInteger)length; //封装文件对应的 + (nullable instancetype)dataWithContentsOfFile:(NSString *)path; + (nullable instancetype)dataWithContentsOfFile:(NSString *)path options:(NSDataReadingOptions)readOptionsMask error:(NSError **)errorPtr; //封装url对应的 + (nullable instancetype)dataWithContentsOfURL:(NSURL *)url; + (nullable instancetype)dataWithContentsOfURL:(NSURL *)url options:(NSDataReadingOptions)readOptionsMask error:(NSError **)errorPtr;
NSData在字符串中的使用示例代码如下：
NSString *str = @"hello object-c"; //封装 NSData *data = [NSData dataWithBytes:[str UTF8String] length:str.length]; //解封 NSString *str2 = [NSString stringWithUTF8String:[data bytes]]; NSLog(@"str:%@", str2);
1.2.4 字符串NSString/NSMutableString
Objective-C里核心的处理字符串的类就是NSString和NSMutableString这两个类，这两个类完成了Objective-C中字符串大部分功能的处理。字符串内容比较多，我们后面单独写一篇，到时候链接补上来。
1.2.5 集合数据类型
OC中的集合框架主要就是数组(NSArray / NSMutableArray、字典(NSDictionry / NSMutableDictionry)、集合(NSSet / NSMutableSet)。这一部分内容也比较多，我们后面也会单独补充一篇，到时候链接补上来。
1.2.6 尺寸、范围相关的类型
Object-C中有CGRect/NSRect、CGPoint/NSPoint、CGSize/NSSize等尺寸相关的，其实CG开头的和NS开头的都是一个东西，都是struct定义的尺寸相关的结构体，只是定义在不同的框架中。
/* 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);
各种尺寸相关的结构体类型数据在OC中打印该如何打印呢？我们需要将结构体类型转为字符串进行打印，系统提供了相应的方法。示例代码如下。
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));
