iOS 之键值编码（KVC）与键值监听（KVO）

KVC简介

我们知道可以通过setter、getter方法来设置和修改对象的属性，也知道如何通过简化的点语法来设置、修改对象的属性。实际上，Objective-C还支持一种更灵活的操作方式，这种方式允许以字符串形式间接操作对象的属性，这种方式的全称是Key Value Coding(简称KVC)，即键值编码。

简单的KVC

最基本的KVC由NSKeyValueCoding协议提供支持，最基本的操作属性的两个方法如下：

• setValue:属性值forKey:属性名：为指定属性设置值。
• valueForKey:属性名：获取指定属性的值。

用法如下:
@property (nonatomic, copy) NSString *name;
设定：
[object setValue:@"Suxiaoyao" forKey:@"name"]
取值：
NSString *nameStr = [object valueForKey:@"name"]

对于setValue:属性值 forKey:@"name"；代码，底层的执行机制如下：

• (1).程序优先调用“setName:属性值;”代码通过setter方法完成设置。
• (2).如果该类没有setName:方法，KVC机制会搜索该类名为_name的成员变量，找到后对_name成员变量赋值。
• (3).如果该类既没有setName:方法，也没有定义_name成员变量，KVC机制会搜索该类名为name的成员变量，找到后对name成员变量赋值。
• (4).如果上面3条都没有找到，系统将会执行该对象的setValue: forUndefinedKey:方法。默认setValue: forUndefinedKey:方法会引发一个异常，将会导致程序崩溃。

对于“valueForKey:@"name";”代码，底层执行机制如下：

• (1).程序优先调用"name;"代码来获取该getter方法的返回值。
• (2).如果该类没有name方法，KVC机制会搜索该类名为_name的成员变量，找到后返回_name成员变量的值。
• (3).如果该类既没有name方法，也没有定义_name成员变量，KVC机制会搜索该类名为name的成员变量，找到后返回name成员变量的值。
• (4).如果上面3条都没有找到，系统将会执行该对象的valueForUndefinedKey:方法。默认valueForUndefinedKey:方法会引发一个异常，将会导致程序崩溃。

处理不存在的key

前面提到过，当使用KVC方式操作属性时，这些属性可能不存在，此时系统只是引发了异常，并没有进行任何特别的处理。但是在我们的实际开发中，结合我们的业务场景，我们总是不希望程序会崩溃，此时我们可以考虑重写setValue: forUndefinedKey:方法与valueForUndefinedKey:方法。

- (void)setValue:(id)value forUndefinedKey:(NSString *)key {

    NSLog(@"您设置的key：[%@]不存在", key);
    NSLog(@"您设置的value为：[%@]", value);

}

- (id)valueForUndefinedKey:(NSString *)key {

    NSLog(@"您访问的key:[%@]不存在", key);
    return nil;

}

这样的话，当KVC操作并不存在的key时，KVC机制总是会调用重写的方法进行处理，通过这种处理机制，可以非常方便的定制自己的处理行为。

处理nil值

当调用KVC来设置对象的属性时，如果属性的类型是对象类型(如NSString)，尝试将属性设置为nil，是合法的，程序可以正常运行。

但是如果属性的类型是基本类型(如int、float、double)，尝试将属性设置为nil，程序将会崩溃引发以下异常'NSInvalidArgumentException',并且从提示信息可以知道setNilValueForKey:方法导致了这个异常。当程序尝试为某个属性设置nil值时，如果该属性并不接受nil值，那么程序将会自动执行该对象的setNilValueForKey:方法。我们同样可以重写这个方法:

- (void)setNilValueForKey:(NSString *)key {

    //对不能接受nil的属性进行处理
    if ([key isEqualToString:@"price"]) {

        //对应你具体的业务来处理
        price = 0;

    }else {

        [super setNilValueForKey:key];

    }

}

我们可以通过重写这个方法，并且根据我们不同的业务场景做单独处理。

Key路径(Key Path)

KVC 同样允许我们通过关系来访问对象。假设 person 对象有属性 address，address 有属性 city，我们可以这样通过 person 来访问 city：

[person valueForKeyPath:@"address.city"];

值得注意的是这里我们调用 -valueForKeyPath: 而不是 -valueForKey:。

KVC协议中为操作Key路径的方法如下：

• setValue:forKeyPath: 根据Key路径设置属性值
• valueForKeyPath: 根据Key路径获取属性值

集合的操作

一个常常被忽视的 KVC 特性是它对集合操作的支持。举个例子，我们可以这样来获得一个数组中最大的值：

NSArray *a = @[@4, @84, @2];
NSLog(@"max = %@", [a valueForKeyPath:@"@max.self"]);

或者说，我们有一个 Transaction 对象的数组，对象有属性 amount 的话，我们可以这样获得最大的 amount：

NSArray *a = @[transaction1, transaction2, transaction3];
NSLog(@"max = %@", [a valueForKeyPath:@"@max.amount"]);

当我们调用[a valueForKeyPath:@"@max.amount"]的时候，它会在数组 a的每个元素中调用 -valueForKey:@"amount"然后返回最大的那个。KVC 的苹果官方文档有一个章节 Collection Operators 详细的讲述了类似的用法。

KVC小结

前面介绍了这么多内容，大家可能感到疑惑，为什么要用KVC方式来操作呢？直接调用对象的setter与getter方法进行操作不可以吗？是不是KVC方式的性能更好呢？实际上，通过KVC操作对象的性能比通过setter、getter方式操作的性能更差，使用KVC编程的优势是更加简洁，更适合提炼一些通用性质的代码。由于KVC允许通过字符串形式来操作对象的属性，这个字符串既可是常量，也可是变量，因此具有极高的灵活性。

键值监听(KVO)

在iOS应用的开发过程中，iOS应用通常会把应用程序组件分开成数据模型组件和视图组件，其中数据模型组件负责维护应用程序的状态数据，而视图组件则负责显示数据模型组件内部的状态数据。

对于上面的设计结构，如果程序存在的需求是：在数据模型组件的状态数据发生改变时，视图组件能动态地更新自己，及时显示数据模型组件更新后的数据。

iOS为我们提供了一种优秀的解决方案：利用KVO(Key Value Observing)机制。

KVO机制NSKeyValueObserving协议提供支持，当然，NSObject遵守了该协议，因此，NSObject的子类都可使用该协议中的方法，该协议包含如下常用的方法可用于注册监听器：

• addObserver:forKeyPath:options:context: 注册一个监听器用于监听指定Key路径
• removeObserver:forKeyPath: 为指定Key路径删除指定的监听器
• removeObserver:forKeyPath:context: 为指定Key路径删除指定的监听器，只是多了一个context参数。

对于上面的需求，很容易想到可以让视图组件来监听数据模型组件的改变，当数据模型组件的key路径对应的属性发生改变时，作为监听器的视图组件将被激发，激发时就会回调监听器自身的监听方法，该监听方法如下：
observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:
由此可见，作为监听器的视图组件需要重写observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:方法，重写该方法时就可以得到最新修改的数据，从而使用最新的数据来更新视图组件的显示。

KVO编程的步骤如下：

• 为被监听对象(通常是数据模型组件)注册监听器
• 重写监听器的observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:方法
• 移除监听器

KVO实例场景

我们要监听一个人的心跳，并且在屏幕上显示出来

我们定义出model

@interface Person : NSObject

/**
 心跳
 */
@property (nonatomic, copy) NSString *heartbeat;

@end

@implementation Person

@end

定义此model为Controller的属性，实例化它，监听它的属性，并显示在当前的View里边

@interface ViewController ()

@property (nonatomic, strong) Person *person;

@property (nonatomic, strong) UILabel *heartbeatLabel;

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.

    self.person = [[Person alloc] init];
    [self.person setValue:@"72" forKey:@"heartbeat"];
    [self.person addObserver:self forKeyPath:@"heartbeat" options:NSKeyValueObservingOptionNew|NSKeyValueObservingOptionOld context:nil];

    self.heartbeatLabel = [[UILabel alloc] initWithFrame:CGRectMake(100, 100, 100, 30)];
    self.heartbeatLabel.textColor = [UIColor redColor];
    self.heartbeatLabel.text = [self.person valueForKey:@"heartbeat"];
    [self.view addSubview:self.heartbeatLabel];

    UIButton *runButton = [UIButton buttonWithType:UIButtonTypeRoundedRect];
    runButton.frame = CGRectMake(0, 0, 100, 30);
    runButton.backgroundColor = [UIColor redColor];
    [runButton addTarget:self action:@selector(run:) forControlEvents:UIControlEventTouchUpInside];
    [self.view addSubview:runButton];

}

当点击button的时候，调用run方法，修改对象的属性

- (void)run:(UIButton *)sender {

    [self.person setValue:@"100" forKey:@"heartbeat"];

}

实现回调方法

-(void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary *)change context:(void *)context
{
    if([keyPath isEqualToString:@"heartbeat"])
    {
        self.heartbeatLabel.text = [change objectForKey:@"new"];
    }
}

增加观察与取消观察是成对出现的，所以需要在最后的时候，移除观察者

- (void)dealloc {

    [self.person removeObserver:self forKeyPath:@"heartbeat"];

}

KVO小结

KVO这种编码方式使用起来很简单，很适用于model修改后，引发的view的变化这种情况，就像上边的例子那样，当更改属性的值后，监听对象会立即得到通知。

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