オブジェクティブC

Objective-Cは、C ^{[3]プログラミング言語に}Smalltalkスタイルのメッセージパッシング（メッセージング）を追加した、高水準の汎用 オブジェクト指向 プログラミング言語です。 1980年代初頭にBrad CoxとTom Loveによって開発されたこの言語は、NeXTのNeXTSTEPオペレーティングシステムに採用されました。 Apple macOSはNeXTSTEPから直接派生しているため、 ^{[4] Objective-Cは、AppleがNeXTを買収した1997年から2014年にSwift言語が導入されるまで、} macOSおよびiOSアプリケーションの開発にAppleが使用、サポート、推進した標準言語でした（それぞれのアプリケーションプログラミングインターフェイス（API）、Cocoa、Cocoa Touch経由）。^[3]

Apple 以外のオペレーティング システム用に開発された Objective-C プログラムや、Apple の API に依存しない Objective-C プログラムは、GNU GNU Compiler Collection (GCC) またはLLVM / Clangでサポートされている任意のプラットフォーム用にコンパイルすることもできます。

Objective-C ソース コードの「メッセージング/実装」プログラム ファイルは通常.mファイル名拡張子を持ちますが、Objective-C の「ヘッダー/インターフェイス」ファイルには.hC ヘッダー ファイルと同じ拡張子が付きます。Objective-C++ ファイルは.mmファイル名拡張子で示されます。

Objective-Cは、1980年代初頭にBrad CoxとTom Loveが中心となって、彼らの会社であるProductivity Products International (PPI)で開発されました。^[5]

会社設立に先立って、 1981 年にITT 社のプログラミング テクノロジー センターに勤務していたときに、2 人はSmalltalkと出会いました。Objective-C に関する最初の取り組みは、その頃に遡ります。^{[6] Cox は、}ソフトウェア設計とプログラミングにおける真の再利用性の問題に興味をそそられました。彼は、Smalltalk のような言語が ITT のシステム開発者向けの開発環境を構築する上で非常に役立つことを認識していました。しかし、彼と Tom Love は、 ITT の通信エンジニアリング環境では C との下位互換性が極めて重要であることも認識していました。^[7]

Coxは、 Smalltalkの機能の一部を追加するため、C用のプリプロセッサを書き始めた。彼はすぐにC言語のオブジェクト指向拡張機能の実用的な実装を完成させ、それをオブジェクト指向プリコンパイラ（OOPC）と名付けた。^{[8] Loveは1982年に}Schlumberger Research に雇われ、Smalltalk-80の最初の商用コピーを入手する機会を得た。これが彼らの独創的な作品の開発にさらなる影響を与えた。本当の進歩が可能であることを実証するために、Coxは、交換可能なソフトウェアコンポーネントを作成するには、既存のツールにいくつかの実用的な変更を加えるだけでよいことを示しました。具体的には、柔軟な方法でオブジェクトをサポートし、使用可能なライブラリセットが付属し、コード（およびコードに必要なリソース）を1つのクロスプラットフォーム形式にバンドルできる必要がありました。

ラブとコックスは最終的に PPI を設立し、Objective-C コンパイラとクラス ライブラリを組み合わせた製品を商品化しました。1986 年にコックスは、Objective-C の元の形式の主要な説明を、書籍「オブジェクト指向プログラミング、進化的アプローチ」で発表しました。彼は、再利用性の問題は Objective-C が提供するものだけではないことを注意深く説明しましたが、この言語は他の言語と機能ごとに比較されることがよくありました。

1988 年、NeXT はStepStone (Objective-C 商標の所有者である PPI の新しい名前) から Objective-C のライセンスを取得し、GCCコンパイラを拡張して Objective-C をサポートしました。NeXT は、NeXTSTEPユーザー インターフェイスと Interface Builder のベースとなるApplication Kit (AppKit) とFoundation Kitライブラリを開発しました。NeXT ワークステーションは市場で大きなインパクトを与えることはできませんでしたが、ツールは業界で広く賞賛されました。NeXT はハードウェアの製造を中止し、ソフトウェア ツールに重点を置き、NeXTSTEP (および OPENSTEP) をカスタム プログラミングのプラットフォームとして販売しました。

GPLの条項を回避するため、NeXTは当初Objective-Cフロントエンドを別々に出荷し、ユーザーがそれをGCCとリンクしてコンパイラ実行ファイルを生成できるようにするつもりだった。当初はリチャード・M・ストールマンが受け入れたものの、ストールマンがGNUの弁護士と相談し、NeXTがObjective-CをGCCの一部にすることに同意した後、この計画は却下された。^[9]

GNU コンパイラ コレクション(GCC)を拡張する作業は、StepStone から NeXT に加わった Steve Naroff が主導しました。コンパイラの変更はGNU 一般公衆利用許諾書(GPL) の条件に従って利用可能になりましたが、ランタイムライブラリはそうではなかったため、オープン ソースの貢献は一般の人々が使用できませんでした。このため、他の団体がオープン ソース ライセンスの下でそのようなランタイム ライブラリを開発することになりました。その後、Steve Naroff は Apple でClangの Objective-C フロントエンドを構築する作業にも主要な貢献者となりました。

GNUプロジェクトは、OpenStep標準に基づいた、GNUstepという名のCocoaのフリーソフトウェア実装の作業を開始しました。 ^[10]デニス・グラッティングは1992年に最初のGNU Objective-Cランタイムを書きました。1993年から使用されている現在のGNU Objective-Cランタイムは、デンマークの大学生だったクレステン・クラブ・ソルプによって開発されたものです。^[要出典]ソルプは1993年から1996年までNeXTでも働いていました。^[11]

1996 年に NeXT を買収した後、Apple Computer は当時の新しいオペレーティング システムであるMac OS Xで OpenStep を使用しました。これには Objective-C、NeXT の Objective-C ベースの開発ツールであるProject Builder、およびインターフェイス設計ツールであるInterface Builderが含まれていました。これらは後に 1 つのアプリケーションであるXcodeに統合されました。Apple の現在のCocoa API のほとんどはOpenStep インターフェイス オブジェクトに基づいており、アクティブな開発に使用されている最も重要な Objective-C 環境です。

WWDC 2014で、Apple は「C のない Objective-C」と特徴づけられた 新しい言語Swift を発表しました。

Objective-CはCの上の薄いレイヤーであり、Cの「厳密なスーパーセット」です。つまり、Objective-Cコンパイラを使用して任意のCプログラムをコンパイルし、Objective-Cクラス内にC言語コードを自由に含めることができます。^{[12] [13] [14] [15] [16] [17]}

Objective-C のオブジェクト構文はSmalltalkから派生しています。非オブジェクト指向操作の構文 (プリミティブ変数、前処理、式、関数宣言、関数呼び出しなど) はすべて C の構文と同一ですが、オブジェクト指向機能の構文は Smalltalk スタイルのメッセージングの実装です。

Objective-C のオブジェクト指向プログラミング モデルは、オブジェクト インスタンスへのメッセージ パッシングに基づいています。Objective-C では、メソッドを呼び出すのではなく、メッセージを送信します。これは、 C++で使用されるSimulaスタイルのプログラミング モデルとは異なります。これら 2 つの概念の違いは、メソッドまたはメッセージ名によって参照されるコードの実行方法にあります。Simula スタイルの言語では、メソッド名は、ほとんどの場合、コンパイラによってターゲット クラスのコード セクションにバインドされます。Smalltalkと Objective-C では、メッセージのターゲットは実行時に解決され、受信オブジェクト自体がメッセージを解釈します。メソッドは、セレクタまたは SEL (各メッセージ名の一意の識別子、多くの場合、名前を表す で終了する文字列) によって識別され、それを実装する C メソッドポインタ(IMP) に解決されます。^[18]この結果、メッセージ パッシング システムには型チェックがありません。メッセージが送信されるオブジェクト (受信側) がメッセージに応答する保証はなく、応答しない場合は例外が発生します。^[19]NUL

methodポインターが指すオブジェクトにメッセージを送信するには、 C++objで次のコードが必要になります。

obj ->メソッド(引数);

Objective-C では、次のように記述されます。

[ objメソッド:引数]; 

「メソッド」呼び出しは、コンパイラによってobjc_msgSend(id self, SEL op, ...)ランタイム関数のファミリに変換されます。さまざまな実装では、 などの最新の追加を処理しますsuper。^[20] GNUファミリでは、この関数は と呼ばれていますobjc_msg_sendvが、 では最新の検索システムに置き換えられ、非推奨になっていますobjc_msg_lookup。^[21]

どちらのプログラミング スタイルにも、複数の長所と短所があります。Simula ( C++ ) スタイルのオブジェクト指向プログラミングでは、可能な場合はいつでもコンパイル時のバインディングを使用することで多重継承と高速実行が可能ですが、デフォルトでは動的バインディングはサポートされていません。また、抽象メソッドでない限り、すべてのメソッドに対応する実装が強制されます。Objective-C で使用される Smalltalk スタイルのプログラミングでは、メッセージを実装せずに、メソッドを実行時にその実装に解決することができます。たとえば、実行時エラーを心配することなく、一部のオブジェクトだけが応答すると予想されるオブジェクトのコレクションにメッセージを送信できます。メッセージ パッシングでは、コンパイル時にオブジェクトを定義する必要もありません。派生オブジェクトでメソッドを呼び出すには、依然として実装が必要です。(動的 (遅延) バインディングのその他の利点については、以下の動的型付けのセクションを参照してください。)

Objective-Cでは、クラスのインターフェイスと実装は別々に宣言されたコード ブロック内になければなりません。慣例により、開発者はインターフェイスをヘッダー ファイルに、実装をコード ファイルに配置します。通常、拡張子が .h であるヘッダー ファイルは C ヘッダー ファイルに似ていますが、通常、拡張子が .m である実装 (メソッド) ファイルは C コード ファイルに非常に似ています。

これは、C++ や Python などの他のオブジェクト指向言語で使用されるクラス宣言に類似しています。

クラスのインターフェースは通常、ヘッダー ファイルで定義されます。一般的な規則では、ヘッダー ファイルにクラスの名前の名前を付けます。たとえば、 にBall.hはクラスのインターフェースが含まれますBall。

インターフェース宣言は次の形式になります。

@interface  classname  : superclassname  { 
// インスタンス変数} + classMethod1 ; + ( return_type ) classMethod2 ; + ( return_type ) classMethod3: ( param1_type ) param1_varName ;  

 
 
 

-  ( return_type ) instanceMethod1With1Parameter: ( param1_type ) param1_varName ; 
-  ( return_type ) instanceMethod2With2Parameters :( param1_type ) param1_varName 
param2_callName :( param2_type ) param2_varName ; @終わり                              

上記では、プラス記号はクラス メソッド、つまりクラス自体（インスタンスではなく）で呼び出すことができるメソッドを示し、マイナス記号はインスタンス メソッド、つまりクラスの特定のインスタンスでのみ呼び出すことができるメソッドを示します。クラス メソッドはインスタンス変数にもアクセスできません。

上記のコードは、次のC++インターフェースとほぼ同等です。

class classname : public superclassname { protected : // インスタンス変数     

  

public : 
// クラス (静的) 関数static void * classMethod1 (); static return_type classMethod2 (); static return_type classMethod3 ( param1_type param1_varName );  
    
    
     

  // インスタンス (メンバー) 関数
return_type instanceMethod1With1Parameter ( param1_type param1_varName ); return_type instanceMethod2With2Parameters ( param1_type param1_varName , param2_type param2_varName = default ); };    
  
   
                                    

instanceMethod2With2Parameters:param2_callName:セレクター セグメントと引数式をインターリーブする方法 を示していますが、C/C++ にはこれと直接同等なものはありません。

戻り値の型は、任意の標準C型、汎用 Objective-C オブジェクトへのポインター、NSArray *、NSImage *、NSString * などの特定のオブジェクト型へのポインター、またはメソッドが属するクラスへのポインター (instancetype) にすることができます。デフォルトの戻り値の型は、汎用 Objective-C 型ですid。

メソッド引数は、メソッド名の一部である引数にラベルを付ける名前で始まり、その後にコロン、括弧で囲んだ予想される引数の型、引数名が続きます。ラベルは省略できます。

-  ( void ) setRangeStart: ( int ) start end: ( int ) end ; - ( void ) importDocumentWithName: ( NSString * ) name withSpecifiedPreferences :( Preferences * ) prefs beforePage :( int ) insertPage ; 
  
       
                    

インターフェース定義の派生はカテゴリであり、既存のクラスにメソッドを追加することができる。^[22]

インターフェースはクラスインターフェースのみを宣言し、メソッド自体は宣言しません。実際のコードは実装ファイルに記述されます。実装（メソッド）ファイルは通常、ファイル拡張子 を持ち.m、これは元々「メッセージ」を意味していました。^[23]

@implementation  classname 
+  ( return_type ) classMethod { // 実装} - ( return_type ) instanceMethod { // 実装} @end 
  

  
  

メソッドはインターフェース宣言を使用して記述されます。Objective-C と C を比較すると、次のようになります。

-  ( int )メソッド: ( int ) i { return [ self square_root : i ]; } 
    

int関数( int i ) { square_root ( i )を返す); }   
   

この構文では、引数の疑似命名が許可されます。

-  ( void ) changeColorToRed: ( float ) red green: ( float ) green blue: ( float ) blue { //... 実装 ... }   
  


// 次のように呼び出されます: 
[ myColor changeColorToRed : 5.0 green : 2.0 blue : 6.0 ];   

メソッドの内部表現は、Objective-C のさまざまな実装によって異なります。myColor がクラス の場合Color、インスタンス メソッドは-changeColorToRed:green:blue:内部的に というラベルが付けられます_i_Color_changeColorToRed_green_blue。 はiインスタンス メソッドを参照するためのもので、クラス名とメソッド名が追加され、コロンがアンダースコアに変更されます。パラメータの順序はメソッド名の一部であるため、真の名前付きパラメータのようにコーディング スタイルや式に合わせて変更することはできません。

ただし、関数の内部名が直接使用されることはほとんどありません。通常、メッセージは Objective-C ランタイム ライブラリで定義された関数呼び出しに変換されます。受信者のクラス (メッセージが送信されるオブジェクト) は実行時まで知る必要がないため、リンク時にどのメソッドが呼び出されるかは必ずしもわかりません。

Objective-C クラスが記述されると、インスタンス化できます。これは、最初にクラスの初期化されていないインスタンス (オブジェクト) を割り当て、次にそれを初期化することによって行われます。オブジェクトは、両方の手順が完了するまで完全には機能しません。これらの手順は、割り当てられたオブジェクトが初期化されていないことがないように、1 行のコードで完了する必要があります (また、-init呼び出したオブジェクトとは異なるオブジェクトを返す可能性があるため、中間結果を保持するのは賢明ではありません)。

デフォルトのパラメータなし初期化子を使用したインスタンス化:

MyObject * foo = [[ MyObject alloc ] init ];     

カスタム初期化子を使用したインスタンス化:

MyObject * foo = [[ MyObject alloc ] initWithString : myString ];     

カスタム初期化が実行されていない場合は、alloc-init メッセージの代わりに「new」メソッドを使用することがよくあります。

MyObject * foo = [ MyObject new ];    

また、一部のクラスはクラス メソッド初期化子を実装します。 と同様に+new、それらは+allocとを組み合わせます-initが、 とは異なり+new、自動解放されたインスタンスを返します。一部のクラス メソッド初期化子はパラメータを取ります。

MyObject * foo = [ MyObjectオブジェクト]; MyObject * bar = [ MyObjectオブジェクトWithString : @"Wikipedia :)" ];    
    

allocメッセージは、オブジェクトのすべてのインスタンス変数を保持するのに十分なメモリを割り当て、すべてのインスタンス変数をゼロ値に設定し、メモリをクラスのインスタンスに変換します。初期化のどの時点でも、メモリはスーパークラスのインスタンスではありません。

initメッセージは、インスタンスの作成時にセットアップを実行します。initメソッドは、次のように記述されることがよくあります。

-  ( id )初期化{ 
    自己= [スーパー初期化];   
    もし（自分自身）{  
        // ここでオブジェクトの初期化を実行します
    }
    自分自身を返します。 
}

上記の例では、id戻り値の型に注目してください。この型は、 Objective-C の任意のオブジェクトへのポインターを表します(動的型付けのセクションを参照)。

初期化パターンは、init メソッドが初期化を実行する前に、オブジェクトがスーパークラスによって適切に初期化されていることを保証するために使用されます。次のアクションを実行します。

• 2行目

  スーパークラスのインスタンスにinitメッセージを送信し、結果をself(現在のオブジェクトへのポインター) に割り当てます。

• 3行目

  初期化を実行する前に、返されたオブジェクト ポインターが有効かどうかを確認します。

• 6行目

  呼び出し元に自分自身の値を返します。

有効でないオブジェクト ポインターの値は ですnil。条件文ではifnil を null ポインターとして扱うため、[super init]nil が返された場合は初期化コードは実行されません。初期化でエラーが発生した場合、init メソッドは、release自分自身にメッセージを送信するなど、必要なクリーンアップを実行し、nil初期化が失敗したことを示すために戻ります。このようなエラーのチェックは、オブジェクトの破棄が正しく行われるように、スーパークラスの初期化を呼び出した後にのみ実行する必要があります。

クラスに複数の初期化メソッドがある場合、そのうちの 1 つ (指定初期化メソッド) のみがこのパターンに従う必要があります。その他のメソッドは、スーパークラスの初期化メソッドではなく、指定初期化メソッドを呼び出す必要があります。

他のプログラミング言語では、これらはインターフェースと呼ばれます。

Objective-C はNeXTで拡張され、プロトコルの導入により、実装ではなく仕様の多重継承の概念が導入されました。これは、 C++の抽象多重継承基本クラスとして、またはインターフェイス(Java およびC#など)として実現できるパターンです。Objective-C は、非公式プロトコルと呼ばれるアドホック プロトコルと、公式プロトコルと呼ばれるコンパイラ強制プロトコルを使用します。

非公式プロトコルは、クラスが実装することを選択できるメソッドのリストです。これは言語には存在しないため、ドキュメントで指定されます。非公式プロトコルは、NSObject のカテゴリ (以下を参照) として実装され、多くの場合、実装するとクラスの動作を変更できるオプションのメソッドが含まれます。たとえば、テキスト フィールド クラスには、ユーザーが入力したテキストの自動補完を実行するオプションのメソッドを含む非公式プロトコルを実装するデリゲートがある場合があります。テキスト フィールドは、デリゲートがそのメソッドを実装しているかどうかを (リフレクション プログラミング(リフレクション) を介して) 検出し、実装されている場合は、デリゲートのメソッドを呼び出して自動補完機能をサポートします。

正式なプロトコルは、Java、C#、Ada 2005のインターフェースに似ています。これは、どのクラスでも実装を宣言できるメソッドのリストです。Objective-C 2.0 より前のバージョンでは、クラスは、採用すると宣言したプロトコルのすべてのメソッドを実装する必要がありました。クラスが宣言したプロトコルのすべてのメソッドを実装していない場合、コンパイラはエラーを出力します。Objective-C 2.0 では、プロトコル内の特定のメソッドをオプションとしてマークするサポートが追加され、コンパイラはオプション メソッドの実装を強制しなくなりました。

クラスがそのプロトコルに準拠するには、そのプロトコルを実装するように宣言する必要があります。これは実行時に検出できます。正式なプロトコルは実装を提供できません。プロトコルに準拠するクラスが実装を提供することを呼び出し元に保証するだけです。NeXT/Apple ライブラリでは、プロトコルは分散オブジェクト システムによって頻繁に使用され、リモート システムで実行されるオブジェクトの機能を表します。

構文

@protocol  NSLocking 
-  ( void )ロック; 
-  ( void )ロック解除; 
@end

ロックという抽象的な概念があることを示す。クラス定義でプロトコルが実装されていると述べることで、

@interface  NSLock  : NSObject < NSLocking > // ... @end 

NSLock のインスタンスは、2 つのインスタンス メソッドの実装を提供すると主張しています。

Objective-C は Smalltalk と同様に動的型付けを使用できます。つまり、オブジェクトには、そのインターフェイスで指定されていないメッセージを送信できます。これにより、オブジェクトがメッセージを「キャプチャ」して、そのメッセージに適切に応答できる別のオブジェクトに送信したり、同様にメッセージを別のオブジェクトに送信したりできるため、柔軟性が向上します。この動作は、メッセージ転送または委任として知られています(以下を参照)。または、メッセージを転送できない場合にエラー ハンドラを使用することもできます。オブジェクトがメッセージを転送せず、応答せず、エラーを処理しない場合、システムはランタイム例外を生成します。^{[24]メッセージが}nil (ヌル オブジェクト ポインタ) に送信された場合、コンパイラ オプションに応じて、メッセージは黙って無視されるか、一般的な例外が発生します。

静的な型付け情報もオプションで変数に追加できます。この情報はコンパイル時にチェックされます。次の 4 つのステートメントでは、より具体的な型情報が提供されます。これらのステートメントは実行時には同等ですが、追加情報により、渡された引数が指定された型と一致しない場合にコンパイラがプログラマに警告することができます。

-  ( void ) setMyValue: ( id ) foo ;

上記のステートメントでは、foo は任意のクラスである可能性があります。

-  ( void ) setMyValue: ( id < NSCopying > ) foo ;

上記のステートメントでは、foo はプロトコルに準拠する任意のクラスのインスタンスである可能性がありますNSCopying。

-  ( void ) setMyValue: ( NSNumber * ) foo ; 

上記のステートメントでは、foo はNSNumberクラスのインスタンスである必要があります。

-  ( void ) setMyValue: ( NSNumber < NSCopying > * ) foo ; 

上記のステートメントでは、foo はNSNumberクラスのインスタンスである必要があり、NSCopyingプロトコルに準拠している必要があります。

Objective-C では、すべてのオブジェクトはポインターとして表され、静的初期化は許可されません。最も単純なオブジェクトは、id ( objc_obj * ) が指す型で、そのクラスを記述するisaポインターのみを持ちます。値や構造体などの C の他の型は、オブジェクト システムの一部ではないため変更されません。この決定は、構造体とクラスが統合されている C++ オブジェクト モデルとは異なります。

Objective-C では、応答しない可能性のあるオブジェクトにメッセージを送信できます。オブジェクトは、応答したり単にメッセージをドロップしたりするのではなく、応答できるオブジェクトにメッセージを転送できます。転送を使用すると、オブザーバー パターンやプロキシ パターンなどの特定の設計パターンの実装を簡素化できます。

Objective-Cランタイムは、Object

• 転送方法:

  -  ( retval_t ) forward: ( SEL ) sel args: ( arglist_t ) args ; // GCC の場合- ( id ) forward: ( SEL ) sel args: ( marg_list ) args ; // NeXT/Apple システムの場合  
     
  

• アクションメソッド:

  -  ( retval_t ) performv: ( SEL ) sel args: ( arglist_t ) args ; // GCC の場合- ( id ) performv: ( SEL ) sel args: ( marg_list ) args ; // NeXT/Apple システムの場合  
     
  

転送を実装したいオブジェクトは、転送メソッドを新しいメソッドでオーバーライドして、転送動作を定義するだけで済みます。アクション メソッドは、performv::セレクターと引数に基づいてアクションを実行するだけなので、オーバーライドする必要はありません。Objective SEL-C のメッセージのタイプである type に注意してください。

注: Objective-C でよく使用されるフレームワークである OpenStep、Cocoa、GNUstep では、クラスは使用されませんObject。転送を行うには、クラスのメソッドが使用されます。 - (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocationNSObject

転送の基本を示すプログラムの例を次に示します。

フォワーダー.h

#import <objc/Object.h>

@interface  Forwarder  : Object  { 
id received ; // メッセージを転送するオブジェクト。}    


// アクセサメソッド。
-  ( id )受信者; 
-  ( id ) setRecipient: ( id ) _recipient ; 
@end

フォワーダー.m

#import "フォワーダー.h"

@implementation  Forwarder 
-  ( retval_t ) forward: ( SEL ) sel args: ( arglist_t ) args { /*   * 受信者が実際にメッセージに応答したかどうかを確認します。  * これは望ましい場合と望ましくない場合があります。たとえば、受信者が  メッセージに応答しない場合は、受信者  自身が転送を行う可能性があります。  */ if ([ received respondsToSelector : sel ]) { return [ received performv : sel args : args ]; } else { return [ self error : "受信者が応答しません" ]; } }  
  





     
       
    
      
  


-  ( id ) setRecipient: ( id ) _recipient { [受信者の自動解放];受信者= [ _recipient の保持]; return self ; } 
   
     
   


-  ( id )受信者{受信者を返す; } @end 
   

受信者.h

#import <objc/Object.h>

// シンプルな Recipient オブジェクト。
@interface  Recipient  : Object 
-  ( id ) hello ; 
@end

受信者.m

#import "受信者.h"

@実装 受信者

-  ( id ) hello { printf ( "受信者がこんにちはと言っています！\n " ); 
  

  自分自身を返します; } 


@終わり

メイン.m

#import "転送元.h" 
#import "受信者.h"

int main ( void ) { Forwarder * forwarder = [ Forwarder new ]; Recipient * received = [ Recipient new ];  
      
      

  [ forwarder setRecipient : received ]; // 受信者を設定します。/*   * フォワーダーが hello メッセージに応答しないことに注意してください。転送されます。認識されないすべてのメソッドは  受信者  に転送されます  (フォワーダーに記述されているように、受信者が応答する場合)   */ [ forwarder hello ];  
  





   

  [受信者リリース]; [転送者リリース]; 
   

  0 を返す; } 

gcc を使用してコンパイルすると、コンパイラは次のように報告します。

$ gcc  -x  objective-c  -Wno-import  Forwarder.m  Recipient.m  main.m  -lobjc
 main.m: 関数 `main' 内: 
main.m:12: 警告: `Forwarder' は `hello' に応答しません
$

コンパイラは、先ほど述べたように、hello メッセージに応答しないという点を報告していますForwarder。この状況では、転送が実装されているため、警告を無視しても問題ありません。プログラムを実行すると、次の出力が生成されます。

$ ./a.out
受信者がこんにちはと言います!

Objective-Cの設計中、大きなコードベースの保守性は大きな懸念事項の1つでした。構造化プログラミングの世界からの経験から、コードを改善する主な方法の1つは、コードを小さな部分に分割することであることがわかっていました。Objective-Cは、このプロセスを支援するために、Smalltalk実装からカテゴリの概念を借用して拡張しました。^[25]

さらに、カテゴリ内のメソッドは実行時にクラスに追加されます。したがって、カテゴリを使用すると、プログラマーは既存のクラス (オープン クラス) にメソッドを追加できます。その場合、そのクラスを再コンパイルしたり、ソース コードにアクセスしたりする必要はありません。たとえば、システムの String 実装にスペル チェッカーが含まれていない場合、String ソース コードを変更せずにスペル チェッカーを追加できます。

プログラムを実行すると、カテゴリ内のメソッドはクラス内のメソッドと区別できなくなります。カテゴリは、プライベート変数を含むクラス内のすべてのインスタンス変数に完全にアクセスできます。

カテゴリが、クラス内の既存のメソッドと同じメソッド シグネチャを持つメソッドを宣言する場合、そのカテゴリのメソッドが採用されます。したがって、カテゴリはクラスにメソッドを追加するだけでなく、既存のメソッドを置き換えることもできます。この機能を使用すると、メソッドを書き換えて他のクラスのバグを修正したり、プログラム内でクラスの動作を全体的に変更したりできます。2 つのカテゴリに同じ名前のメソッドがあるがメソッド シグネチャが異なる場合、どちらのカテゴリのメソッドが採用されるかは未定義です。

他の言語では、さまざまな方法でこの機能を追加しようと試みてきました。TOM は Objective-C システムをさらに一歩進め、変数の追加も可能にしました。他の言語では、代わりにプロトタイプベースのソリューションを使用しており、最も有名なのはSelfです。

C#とVisual Basic（.NET）言語は、拡張メソッドの形で表面上は同様の機能を実装していますが、これらはクラスのプライベート変数にアクセスできません。^[26] Rubyや他のいくつかの動的プログラミング言語では、この手法を「モンキーパッチング」と呼んでいます。

Logtalk は、 Objective-C のカテゴリ機能を包含するカテゴリの概念 (ファーストクラス エンティティとして) を実装します (Logtalk カテゴリは、新しいクラスやプロトタイプなどを定義するときに、きめ細かい構成単位として使用することもできます。特に、Logtalk カテゴリは、任意の数のクラスとプロトタイプによって仮想的にインポートできます)。

この例では、最初にアクセサ メソッドIntegerのみが実装された基本クラスを定義し、基本クラスを拡張する と の 2 つのカテゴリを追加して、クラスを構築します。カテゴリは基本クラスのプライベート データ メンバーにアクセスできますが、多くの場合、これらのプライベート データ メンバーにはアクセサ メソッドを介してアクセスすることをお勧めします。これにより、カテゴリを基本クラスからより独立させることができます。このようなアクセサを実装することは、カテゴリの一般的な使用法の 1 つです。もう 1 つの方法は、カテゴリを使用して基本クラスにメソッドを追加することです。ただし、サブクラスのオーバーライド (モンキー パッチとも呼ばれます) にカテゴリを使用することは、良い方法とは見なされていません。非公式のプロトコルは、基本クラスのカテゴリとして実装されます。慣例により、基本クラスを拡張するカテゴリを含むファイルには、 BaseClass+ExtensionClass.h という名前が付けられます。 ArithmeticDisplayNSObject

整数.h

#import <objc/Object.h>

@interface 整数 :オブジェクト { 
int整数; }   


-  ( int )整数; 
-  ( id )整数: ( int ) _integer ; 
@end

整数.m

#import "Integer.h"

@implementation 整数
-  ( int ) 整数{整数を返す; } 
   


-  ( id ) 整数: ( int ) _integer { integer = _integer ; return self ; } @end   
    
   

整数+算術.h

#import "Integer.h"

@interface  Integer  (算術) 
-  ( id )  add: ( Integer * ) addend ; - ( id ) sub: ( Integer * ) subtrahend ; @end   
     

整数+算術.m

#import "整数+算術.h"

@implementation 整数 (算術) 
-  ( id )  add: ( Integer * ) addend { return [ self integer : [ self integer ] + [ addend integer ]]; }    
         


-  ( id )  sub: ( Integer * ) subtrahend { return [ self integer : [ self integer ] - [ subtrahend integer ]]; } @end    
         

整数+ディスプレイ.h

#import "Integer.h"

@interface  Integer  (表示) 
-  ( id )  showstars ; 
-  ( id )  showint ; 
@end

整数+表示.m

# "Integer+Display.h" をインポートします

@implementation 整数 (表示) 
-  ( id )  showstars { int i , x = [ self integer ]; for ( i = 0 ; i < x ; i ++ ) { printf ( "*" ); } printf ( " \n " ); 
       
          
    
  
  

  自分自身を返します; } 


-  ( id )  showint { printf ( "%d \n " , [自己整数] ); 
    

  自分自身を返す; } @end 

メイン.m

#import "Integer.h"
#import "整数+算術.h"
#import "Integer+Display.h"

int main ( void ) {  
  整数* num1 = [整数new ]、* num2 = [整数new ];        
  整数x ; 

  printf ( "整数を入力してください: " );
  scanf ( "%d" , & x ); 

  [ num1整数: x ]; 
  [ num1 個の表示スター]; 

  printf ( "整数を入力してください: " );
  scanf ( "%d" , & x ); 

  [ num2整数: x ]; 
  [ num2 個の表示スター]; 

  [ num1追加: num2 ]; 
  [ num1表示整数]; 

  0 を返します。 
}

コンパイルは、たとえば次のように実行されます。

$ gcc  -x  objective-c  main.m 整数.m 整数+算術.m 整数+表示.m  -lobjc

#import "Integer+Arithmetic.h"(行 2) と(行 21)を省略してコンパイルを省略することで実験することができます。プログラムは引き続き実行されます。つまり、必要に応じて追加したカテゴリを組み合わせることができます。カテゴリに何らかの機能が必要ない場合は、単にコンパイルしないでおくことができます。 [num1 add:num2]Integer+Arithmetic.m

Objective-C では、プログラム内のクラスが別のクラスを完全に置き換えることができます。置き換えたクラスは、ターゲット クラスとして「動作する」と言われています。

クラス ポーズはMac OS X v10.5で非推奨と宣言され、64 ビットランタイムでは使用できません。同様の機能は、カテゴリでメソッド スウィズリングを使用して実現できます。これは、1 つのメソッドの実装を、同じシグネチャを持つ別のメソッドの実装と交換します。

ポーズをサポートしているバージョンでは、ターゲット クラスに送信されたすべてのメッセージは、代わりにポーズ クラスによって受信されます。いくつかの制限があります。

• クラスは、その直接または間接のスーパークラスのいずれかとしてのみ機能します。
• ポーズクラスは、ターゲットクラスに存在しない新しいインスタンス変数を定義してはなりません (ただし、メソッドを定義またはオーバーライドすることはできます)。
• ターゲット クラスは、ポーズの前にメッセージを受信して​​いない可能性があります。

ポージングは​​、カテゴリと同様に、既存のクラスのグローバル拡張を可能にします。ポージングでは、カテゴリにはない 2 つの機能を使用できます。

• ポーズクラスは、super を通じてオーバーライドされたメソッドを呼び出すことができ、これによりターゲット クラスの実装が組み込まれます。
• ポーズクラスは、カテゴリで定義されたメソッドをオーバーライドできます。

例えば、

@interface  CustomNSApplication  : NSApplication 
@end

@implementation  CustomNSApplication 
-  ( void )  setMainMenu: ( NSMenu * ) menu { // メニューで何かを行う} @end   
  



class_poseAs ([ CustomNSApplicationクラス], [ NSApplicationクラス]);    

これは、NSApplication への setMainMenu のすべての呼び出しをインターセプトします。

C 言語では、#includeプリコンパイル ディレクティブにより、ファイルの内容が常にその時点でソースに挿入されます。Objective-C には、コンパイル単位ごとに各ファイルが 1 回だけインクルードされる点を除いて同等の ディレクティブがあり、インクルード ガード#importが不要になります。

// ファイル: hello.m 
#import <Foundation/Foundation.h> 
int main ( int argc , const char * argv []) { /* Objective-C での最初のプログラム */ NSLog ( @"Hello, World! \n " ); return 0 ; }       

    
    
     

$ # gcc および MinGW コンパイラのコンパイル コマンドライン: 
$ gcc \     $ ( gnustep-config --objc-flags ) \ -o hello \ hello.m \ -L /GNUstep/System/Library/Libraries \ -lobjc \ -lgnustep-base 
  
      
     
      
     
    

$ ./こんにちは

Objective-C の機能により、プログラミングの問題に対して柔軟かつ簡単な解決策が実現できる場合が多くあります。

• 他のオブジェクトへのメソッドの委任とリモート呼び出しは、カテゴリとメッセージ転送を使用して簡単に実装できます。
• isaポインターのスウィズリングにより、実行時にクラスを変更できます。通常は、解放されたオブジェクトがゾンビ オブジェクトにスウィズリングされ、誰かが呼び出したときにエラーを報告することだけが目的のデバッグに使用されます。スウィズリングは、Enterprise Objects Frameworkでもデータベース障害を作成するために使用されていました。^{[引用が必要]}現在、スウィズリングは Apple の Foundation Framework で Key-Value Observing を実装するために使用されています。

Objective-C++ は、 GNU コンパイラ コレクションとClangのフロントエンドで受け入れられる言語バリアントで、C++ と Objective-C の構文を組み合わせたソース ファイルをコンパイルできます。Objective-C++ は、Objective-C が C に追加する拡張機能を C++ に追加します。さまざまな言語機能の背後にあるセマンティクスを統一するための措置が講じられていないため、特定の制限が適用されます。

• C++ クラスは Objective-C クラスから派生することはできません。また、その逆も同様です。
• C++ 名前空間は Objective-C 宣言内で宣言できません。
• Objective-C の宣言はグローバル スコープ内でのみ表示でき、C++ 名前空間内では表示できません。
• Objective-C クラスは、デフォルト コンストラクターがない、または 1 つ以上の仮想メソッドを持つC++ クラスのインスタンス変数を持つことはできません^{[引用が必要]}が、C++ オブジェクトへのポインターは制限なくインスタンス変数として使用できます (-init メソッドで new を使用して割り当てます)。
• C++ の「値による」セマンティクスは、ポインターを介してのみアクセスできる Objective-C オブジェクトには適用できません。
• Objective-C 宣言を C++ テンプレート宣言内に含めることはできません。その逆も同様です。ただし、Objective-C 型 (例: Classname *) は C++ テンプレート パラメータとして使用できます。
• Objective-C と C++ の例外処理は異なります。それぞれのハンドラは、他のタイプの例外を処理できません。その結果、オブジェクト デストラクタは実行されません。これは、最近の「Objective-C 2.0」ランタイムでは緩和されており、Objective-C 例外は C++ 例外に完全に置き換えられるか (Apple ランタイム)、Objective-C++ ライブラリがリンクされている場合は部分的に置き換えられます (GNUstep libobjc2)。^[27]
• Objective-CのブロックとC++11のラムダは別個のエンティティです。しかし、ブロックが期待される場所にラムダを渡すと、macOSではブロックが透過的に生成されます。^[28]

2006年のワールドワイド開発者会議で、アップルは「Objective-C 2.0」のリリースを発表しました。これは、Objective-C言語の改訂版で、「最新のガベージコレクション、構文の強化、^[29]ランタイムパフォーマンスの改善、^[30]および64ビットのサポート」が含まれています。 2007年10月にリリースされたMac OS X v10.5には、Objective-C 2.0コンパイラが含まれていました。GCC 4.6は、宣言および合成プロパティ、ドット構文、高速列挙、オプションのプロトコルメソッド、メソッド/プロトコル/クラス属性、クラス拡張、新しいGNU Objective-CランタイムAPIなど、多くの新しいObjective-C機能をサポートしています。^[31]

Objective-C 2.0という名前は、言語のバージョン管理システムの廃止を表しています。NeXTの最後のObjective-Cバージョンは「objc4」でした。^{[32]このプロジェクト名は、} Mac OS X Leopard （10.5）のレガシーObjective-Cランタイムソースコードの最後のリリースでも保持されました。^[33]

Objective-C 2.0 は、オプションで保守的な世代別ガベージ コレクタを提供しました。下位互換モードで実行すると、ランタイムは「保持」や「解放」などの参照カウント操作をno-opsに変更しました。ガベージ コレクションが有効になっている場合、すべてのオブジェクトがガベージ コレクションの対象になりました。通常の C ポインターを「__strong」で修飾すると、基礎となる書き込みバリア コンパイラー インターセプトもトリガーされ、ガベージ コレクションに参加できます。^[34]ゼロ設定の弱いサブシステムも提供され、「__weak」としてマークされたポインターは、オブジェクト (または、より簡単に言えば、GC メモリ) が収集されるときにゼロに設定されます。ガベージ コレクターは、Objective-C 2.0 の iOS 実装には存在しません。^[35] Objective-C のガベージ コレクションは、低優先度のバックグラウンド スレッドで実行され、ユーザー イベントで停止して、ユーザー エクスペリエンスの応答性を維持することができます。^[36]

ガベージコレクションはMac OS X v10.8で非推奨となり、代わりに自動参照カウント（ARC）が導入されました。^[37] ARM64上で動作するiOS 7 のObjective-Cは、 64ビットワードのうち19ビットを使用して、タグ付きポインタの形式で参照カウントを格納します。^{[38] [39]}

Objective-C 2.0 では、インスタンス変数をプロパティとして宣言する新しい構文が導入され、オプションの属性を使用してアクセサ メソッドの生成を設定できます。プロパティは、ある意味ではパブリック インスタンス変数です。つまり、インスタンス変数をプロパティ として宣言すると、外部クラスにそのプロパティへのアクセス (読み取り専用など、制限される場合もあります) が提供されます。プロパティは「読み取り専用」として宣言でき、、または などのストレージ セマンティクスが提供される場合がありますassign。copyデフォルトretainでは、プロパティは とみなされatomic、その結果、複数のスレッドが同時にプロパティにアクセスできないようにロックがかかります。プロパティを として宣言するとnonatomic、このロックが解除されます。

@interface  Person  : NSObject  { 
@public 
NSString *名前; @private int年齢; }   

   


@property (コピー) NSString * name ; @property (読み取り専用) int age ;  
  

-  ( id ) initWithAge: ( int )年齢; 
@end

プロパティは キーワードによって実装され@synthesize、プロパティ宣言に従ってゲッター (および読み取り専用でない場合はセッター) メソッドを生成します。 あるいは、ゲッター メソッドとセッター メソッドを明示的に実装するか、@dynamicキーワードを使用して、アクセサー メソッドが他の手段で提供されることを示すことができます。 clang 3.1 以降を使用してコンパイルすると、 で明示的に宣言されていない@dynamic、 がマークされていないreadonly、または完全なユーザー実装のゲッターとセッターを持たないすべてのプロパティは、自動的に暗黙的に 'd されます@synthesize。

@implementation 人
@synthesize名前; 

-  ( id ) initWithAge: ( int ) initAge { self = [ super init ]; if ( self ) { // 注意: プロパティセッターではなく、インスタンス変数の直接割り当てage = initAge ; } return self ; } 
     
    
    
      
  
   


-  ( int ) age { return age ; } @end 
   

プロパティには、従来のメッセージ パッシング構文、ドット表記法、またはキー値コーディングでは「valueForKey:」/「setValue:forKey:」メソッドを介して名前でアクセスできます。

Person * aPerson = [[ Person alloc ] initWithAge : 53 ]; aPerson . name = @"Steve" ; // 注: ドット表記、合成セッターを使用、// [aPerson setName: @"Steve"] と同等。NSLog ( @"メッセージによるアクセス (%@)、ドット表記 (%@)、プロパティ名 (% @)、および " "インスタンス変数への直接アクセス (% @) " 、[ aPerson name ]、aPerson . name 、[ aPerson valueForKey : @"name" ]、aPerson -> name );     
   
                         

       
               
           

ドット表記を使用してインスタンス メソッド内でプロパティ アクセサーを呼び出すには、selfキーワードを使用する必要があります。

-  ( void ) introduceMyselfWithProperties: ( BOOL ) useGetter { NSLog ( @"Hi, my name is %@." , ( useGetter ? self . name : name )); // NOTE: getter アクセスと ivar アクセスの違い} 
       
  

クラスまたはプロトコルのプロパティは動的にイントロスペクトされる場合があります。

int i ; int propertyCount = 0 ; objc_property_t * propertyList = class_copyPropertyList ([ aPersonクラス], & propertyCount ); 
   
  
      

for ( i = 0 ; i < propertyCount ; i ++ ) { objc_property_t * thisProperty = propertyList + i ; const char * propertyName = property_getName ( * thisProperty ); NSLog ( @"Person にはプロパティがあります: '%s'" , propertyName ); }        
       
      
   

Objective-C 2.0 では、ランタイムでサポートされている場合 (つまり、64 ビット macOS およびすべての iOS 用のコードをビルドする場合)、脆弱でないインスタンス変数が提供されます。最新のランタイムでは、インスタンス変数アクセスに間接参照のレイヤーが追加され、動的リンカーが実行時にインスタンス レイアウトを調整できるようになりました。この機能により、Objective-C コードに 2 つの重要な改善がもたらされます。

• 脆弱なバイナリ インターフェースの問題が解消され、スーパークラスはバイナリ互換性に影響を与えずにサイズを変更できます。
• これにより、クラスのインターフェースで宣言しなくても、プロパティの裏付けとなるインスタンス変数を実行時に合成できるようになります。

Objective-C 2.0 では、NSEnumerator オブジェクトまたはインデックスを使用してコレクションを反復処理する代わりに、高速な列挙構文が提供されています。Objective-C 2.0 では、次のループは機能的には同等ですが、パフォーマンス特性が異なります。

// NSEnumerator を使用する
NSEnumerator * enumerator = [ thePeople objectEnumerator ]; Person * p ;    
 

while (( p = [ enumerator nextObject ]) != nil ) { NSLog ( @"%@ は %i 歳です。" , [ p name ], [ p age ]); }       
      

// インデックスを使用する
for ( int i = 0 ; i < [ thePeople count ]; i ++ ) { Person * p = [ thePeople objectAtIndex : i ]; NSLog ( @"%@ は %i 歳です。" , [ p name ], [ p age ]); }          
      
      

// 高速列挙を使用します
for ( Person * p in thePeople ) { NSLog ( @"%@ は %i 歳です。" , [ p name ], [ p age ]); }     
      

高速列挙では、オブジェクトを列挙するメソッド呼び出しがNSFastEnumerationプロトコルを使用したポインタ演算に置き換えられるため、標準列挙よりも効率的なコードが生成されます。^[40]

クラス拡張は、カテゴリ名のないカテゴリ宣言と同じ構文を持ち、その中で宣言されたメソッドとプロパティはメインクラスに直接追加されます。これは主に、パブリックヘッダーで宣伝せずにクラスにメソッドを追加するためのカテゴリの代替として使用され、クラス拡張の場合、コンパイラがプライベートに宣言されたすべてのメソッドが実際に実装されているかどうかをチェックするという利点があります。^[41]

上記の Objective-C 2.0 の改善点を利用して macOS 用に開発されたすべての Objective-C アプリケーションは、10.5 (Leopard) より前のすべてのオペレーティング システムと互換性がありません。高速列挙では標準列挙とまったく同じバイナリが生成されないため、これを使用すると Mac OS X バージョン 10.4 以前でアプリケーションがクラッシュします。

BlocksはObjective-C（およびCとC++）の非標準拡張機能であり、特別な構文を使用してクロージャを作成します。Blocksは、 Mac OS X 10.6 "Snow Leopard"以降、iOS 4以降、およびlibobjc2 1.7を使用し、clang 3.1以降でコンパイルしたGNUstepでのみサポートされます。 ^[42]

#include <stdio.h> #include <Block.h> typedef int ( ^ IntBlock )(); 
 
  

IntBlock MakeCounter ( int start 、int increment ) { __block int i = start ;     
      

  Block_copyを返します( ^ { int ret = i ; i += increment ; return ret ; });   
       
      
     
  

}

int main ( void ) { IntBlock mycounter = MakeCounter ( 5 , 2 ); printf ( "最初の呼び出し: %d \n " , mycounter ()); printf ( "2 番目の呼び出し: %d \n " , mycounter ()); printf ( "3 番目の呼び出し: %d \n " , mycounter ());  
      
   
   
   

  /* コピーされたので、解放も必要 */ 
Block_release ( mycounter );  

  return 0 ; } /* 出力:  最初の呼び出し: 5   2 番目の呼び出し: 7   3 番目の呼び出し: 9 */