Object-c

开源公司:布莱德·考克斯

作品详情

中文名
扩充C的面向对象编程语言
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简写
ObjC&OC
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创始人
类型系统
静态类型、动态类型、弱类型
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主要实现产品
Glang、GCC
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影响语言
Java、Objective-J、TOM、Nu语言、Swift
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外文名
Objective-C
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适用领域
计算机
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创始时间
1980年代
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操作系统
跨平台
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启发语言
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1发展历史






早期发展



Objective-C 主要由Stepstone公司的布莱德·考克斯(Brad Cox)和汤姆·洛夫(Tom Love) 在 1980 年代发明。


1981年 Brad Cox 和 Tom Love 还在ITT 公司技术中心任职时,接触到了SmallTalk语言。Cox 当时对软件设计和开发问题非常感兴趣,他很快地意识到SmallTalk语言在系统工程构建中具有无法估量的价值,但同时他和 Tom Love 也明白,当前ITT 公司的电子通信工程相关技术中,C 语言被放在很重要的位置。


于是 Cox 撰写了一个 C 语言的预处理器,打算使 C 语言具备些许 Smalltalk 的本领。Cox 很快地实现了一个可用的 C 语言扩展,此即为 Objective-C语言的前身。到了 1983 年,Cox 与 Love 合伙成立了 Productivity Products International(PPI)公司,将 Objective-C 及其相关库商品化贩售,并在之后将公司改名为StepStone。1986年,Cox 出版了一本关于 Objective-C 的重要著作《Object-Oriented Programming, An Evolutionary Approach》,书内详述了 Objective-C 的种种设计理念。


1988年,斯蒂夫·乔布斯(Steve Jobs)离开苹果公司后成立了NeXT Computer公司,NeXT 公司买下 Objective-C 语言的授权,并扩展了著名的开源编译器GCC使之支持 Objective-C 的编译,基于 Objective-C 开发了AppKit与Foundation Kit等库,作为 NeXTSTEP 的的用户界面与开发环境的基础。虽然 NeXT 工作站后来在市场上失败了,但 NeXT 上的软件工具却在业界中被广泛赞扬。这促使 NeXT 公司放弃硬件业务,转型为销售NeXTStep(以及OpenStep)平台为主的软件公司。


1992年,自由软件基金会的 GNU 开发环境增加了对 Objective-C 的支持。1994年,NeXT Computer公司和Sun Microsystem联合发布了一个针对 NEXTSTEP 系统的标准典范,名为 OPENSTEP。OPENSTEP 在自由软件基金会的实现名称为GNUstep。1996年12月20日,苹果公司宣布收购 NeXT Software 公司,NEXTSTEP/OPENSTEP环境成为苹果操作系统下一个主要发行版本OS X的基础。这个开发环境的版本被苹果公司称为Cocoa。


2005年,苹果电脑雇用了克里斯·拉特纳及LLVM开发团队[2],clang及LLVM成为苹果公司在GCC之外的新编译器选择,在Xcode4.0之后均采用 LLVM 作为默认的编译器。最新的 Modern Objective-C 特性也都率先在 Clang 上实现。





版本迭代



Objective-C++


Objective-C++是GCC的一个前端,它可以编译混合了C++与Objective-C语法的源文件。Objective-C++是C++的扩展,类似于Objective-C是C的扩展。由于在融合C++与Objective-C两种语言的特性方面没有做特别的工作,因此有以下限制:


·C++类不能从Objective-C类继承,反之亦然。


·Objective-C定义内部不能定义C++名字空间。


·Objective-C类的成员变量不能包括不含默认构造函数和/或含有虚方法的C++类对象,但使用C++类指针并无如此限制(可以在 -init方法中对之进行初始化)。


·C++“传递值”的特性不能用在Objective-C对象上,而只能传递其指针。


·Objective-C声明不能存在在C++模板声明中,反之亦然。但Objective-C类型可以用在C++模板的参数中。


·Objective-C和C++的错误处理语句不同,各自的语句只能处理各自的错误。


·Objective-C错误使得C++对象被退出时,C++析构函数不会被调用。新的64位运行时解决了这个问题。


Objective-C 2.0


在2006年7月苹果全球开发者会议中,Apple宣布了“Objective-C 2.0”的发布,其增加了“现代的垃圾收集,语法改进,运行时性能改进,以及64位支持”。2007年10月发布的Mac OS X v10.5中包含了Objective-C 2.0的编译器。


Modern Objective-C


苹果公司在 WWDC2012 大会上介绍了大量 Objective-C 的新特性,能够让程序员更加高效地编写代码,这些新特性在 Xcode4.4 版本中已经可以使用。


·Object Literals


·默认生成 @synthesize 代码


·遍历元素


·Subscripting Methods





2语言特点






基本特点



Objective-C是非常实用的语言。它是一个用C写成很小的运行库,令应用程序的尺寸增加很小,和大部分OO系统使用极大的VM执行时间会取代了整个系统的运作相反。Objective-C写成的程序通常不会比其原始码大很多。而其函式库(通常没附在软件发行本)亦和Smalltalk系统要使用极大的内存来开启一个窗口的情况相反。因此,Objective-C它完全兼容标准C语言(C++对C语言的兼容仅在于大部分语法上,而在ABI(Application Binary Interface)上,还需要使用extern "C"这种显式声明来与C函数进行兼容),而在此基础上增加了面向对象编程语言的特性以及Smalltalk消息机制。[1]


Objective-C的最初版本并不支持垃圾回收。在当时这是争论的焦点之一,很多人考虑到Smalltalk回收时有漫长的死亡时间,令整个系统失去功用。Objective-C为避免此问题才不拥有这个功能。虽然某些第三方版本已加入这个功能(尤是GNUstep), Apple在其Mac OS X 10.3中仍未引入这个功能。


虽然Objective-C是C的超集,但它不是C的基本类型为第一级的对象。





消息传递


Objective-C最大的特色是承自Smalltalk的消息传递模型(message passing),此机制与今日C++式之主流风格差异甚大。Objective-C里,与其说对象互相调用方法,不如说对象之间互相传递消息更为精确。此二种风格的主要差异在于调用方法/消息传递这个动作。C++里类别与方法的关系严格清楚,一个方法必定属于一个类别,而且在编译时(compile time)就已经紧密绑定,不可能调用一个不存在类别里的方法。但在Objective-C,类别与消息的关系比较松散,调用方法视为对对象发送消息,所有方法都被视为对消息的回应。所有消息处理直到运行时(runtime)才会动态决定,并交由类别自行决定如何处理收到的消息。也就是说,一个类别不保证一定会回应收到的消息,如果类别收到了一个无法处理的消息,程序只会抛出异常,不会出错或崩溃。




异同



Objective-C同C++的异同:


和C++不同,Objective-C不支持运算子重载(它不支持ad-hoc多型)。亦与C++不同,但和Java相同,Objective-C只容许对象继承一个类别(不设多重继承)。Categories和protocols不但可以提供很多多重继承的好处,而且没有很多缺点,例如额外执行时间过重和二进制不兼容。


Objective-C和C++的比较


单一继承:


和Java、Smalltalk一样,Objective-C不支持多重继承,而C++语言支持多重继承。


动态:


Objective-C是动态定型(dynamicaly typed),它的类库比C++容易操作。Objective-C 在运行时可以允许根据字符串名字来访问方法和类,还可以动态连接和添加类。


C++ 跟从面向对象编程里的Simula 67(一种早期OO语言)学派,而Objecive-C属于Smalltalk学派。


在C++里,对象的静态类型决定你是否可以发送消息给它,而对Objective-C来说,由动态类型来决定。Simula 67学派更安全,因为大部分错误可以在编译时查出。 而Smalltalk学派更灵活,比如一些Smalltalk 看来无误的程序拿到Simualr67那里就无法通过。


从很多方面来看,C++和Objective-C的差别,与其说是技术上的, 不如说是思维方式上的。你是否想更安全而舍弃灵活性?Simular67学派的支持者称既然程序设计出色何必再要灵活性,而 Smalltalk学派则称为了灵活可以容忍运行时多出错。





优缺点



Apple在其Mac OS X10.3中仍未引入垃圾回收这个功能。不过令人欣慰的是在Apple发布的Xcode4中已经支持自动释放(不等同于严格意义上的垃圾回收,因为两者机制不同)。在Xcode4中的自动释放,也就是ARC(Automatic Reference Counting)机制,不需要用户手动去Release一个对象,而是在编译期间,编译器会自动帮你添加[NSObject release]。


另一个问题是Objective-C不包括命名空间机制(namespace mechanism),取而代之的是程序设计师必须在其类别名称加上前缀,时常引起冲突。在2004年,在Cocoa编程环境中,所有Mac OS X类和函数均有“NS”作为前缀,例如NSObject或NSButton,以表明它们属于Mac OS X核心(使用“NS”是由于这些类和函数在NeXT OpenStep开发时定下的)。


虽然Objective-C是C的超集,但它不视C的基本型为第一级的对象。


由于Objective-C使用动态运行时类型,而且所有的方法都是函数调用(有时甚至连系统调用(syscalls)也如此),很多常见的编译时性能优化技术失效(例如:内联函数、常数传播、交互式优化、纯量取代与聚集等)。这使得Objetive-C性能劣于类似的对象抽象语言(如C++)。不过Objective-C拥护者认为既然Objective-C运行时消耗较大,Objective-C本来就不应应用于C++或Java常见的底层抽象。





3HelloWord





{

{
();
}
;
}



4应用范围





Objective-C是编写以下应用的利器:



  • iOS操作系统

  • iOS应用程序

  • iPad OS操作系统

  • iPad OS应用程序

  • MacOS X操作系统

  • Mac OSX 上的应用程序


Objective-C的流行归功于iPhone的成功。编写iPhone应用程序的主要编程语言是Objective-C。




5争议





Objective-C的最初版本并不支持垃圾回收(garbage collection)。在当时这是争论的焦点之一,很多人考虑到Smalltalk回收时有漫长的“死亡时间”,令整个系统失去功用,Objective-C为避免此问题才不拥有这个功能。某些第三方版本加入了这个功能(尤是GNUstep),苹果公司也在其Mac OS X 10.5中提供了实现。


另一个广受批评的问题是ObjC不包括名字空间机制(namespace mechanism)。取而代之的是程序员必须在其类别名称加上前缀,由于前缀往往较短(相比名字空间),这时常引致冲突。在2007年,在Cocoa编程环境中,所有Mac OS X类别和函数均有“NS”作为前缀,例如NSObject或NSButton来清楚分辨它们属于Mac OS X核心;使用“NS”是由于这些类别的名称在NeXTSTEP开发时定下。


虽然Objective-C是C的严格超集,但它也不视C的基本类型为第一级的对象。


和C++不同,Objective-C不支持运算符重载(它不支持ad-hoc多态)。亦与C++不同,但和Java相同,Objective-C只容许对象继承一个类别(不设多重继承)。Categories和protocols不但可以提供很多多重继承的好处,而且没有很多缺点,例如额外运行时间过重和二进制不兼容。[来源请求]


由于Obj-C使用动态运行时类型,而且所有的方法都是函数调用(有时甚至连系统调用(syscalls)也如此),很多常见的编译时性能优化方法都不能应用于Obj-C(例如:内联函数、常数传播、交互式优化、纯量取代与聚集等)。这使得Obj-C性能劣于类似的对象抽象语言(如C++)。不过Obj-C拥护者认为Obj-C本就不应应用于C++或Java常见的底层抽象,Obj-C的应用方向是对性能要求不大的应用。



6词条图册



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