Objective-C: Všetko, čo potrebujete vedieť o kľúčovom jazyku spoločnosti Apple

Informatec Digital » Idiómy » Objective-C: Všetko, čo potrebujete vedieť o kľúčovom jazyku spoločnosti Apple

Objective-C je jeden z tých programovacích jazykov, ktoré hoci v poslednej dobe trochu zatienil vzostup Swiftu, zostávajú dôležitým nástrojom v histórii a súčasnosti programovania pre systémy Apple. Ak ste počuli o vytváraní aplikácií pre iOS alebo macOS , takmer určite ste sa s týmto jazykom stretli, pretože je už viac ako dve desaťročia základným kameňom vývoja v ekosystéme Apple.

V tomto článku preskúmame všetko, čo potrebujete vedieť, aby ste pochopili jazyk Objective-C : jeho najvýraznejšie vlastnosti, jeho pôvod, kde sa v súčasnosti používa a ako sa porovnáva s alternatívami, ako je Swift. Uvidíte tiež praktické príklady, ktoré vám pomôžu pochopiť jeho syntax, štruktúru a možnosti, ako aj kľúčové aspekty správy pamäte, objektovo orientovanú paradigmu, protokoly a mnoho ďalšieho. Pripravte sa, pretože sa ponoríme do každého kúta tohto fascinujúceho jazyka.

Čo je Objective-C?

Objective-C je objektovo orientovaný programovací jazyk navrhnutý tak, aby rozšíril jazyk C a poskytol mu funkcie typické pre objektovo orientované jazyky, najmä tie inšpirované jazykom Smalltalk. Jeho počiatky siahajú do 80. rokov 20. storočia vďaka Bradovi Coxovi a spoločnosti StepStone Corporation s cieľom poskytnúť jazyku C systém zasielania správ v štýle Smalltalk, ktorý by umožnil väčšiu flexibilitu a modularitu programovania.

Na rozdiel od čistého jazyka C vám Objective-C umožňuje vytvárať a manipulovať s objektmi, čo znamená, že môžete štruktúrovať svoj kód okolo entít, ktoré obsahujú dáta aj súvisiace funkcie. Toto je obzvlášť užitočné pri vývoji zložitých aplikácií, pretože to podporuje organizáciu kódu, opätovné použitie a udržiavateľnosť.

Jedným z veľkých úspechov jazyka Objective-C je, že jeho syntax a fungovanie umožňujú kombinovať kód napísaný v jazyku C s objektovo orientovanými funkciami , čím sa uľahčuje prechod z existujúcich projektov v jazyku C a integrácia nových, oveľa pokročilejších funkcií.

História a vývoj Objective-C

Počiatky jazyka Objective-C siahajú do 80. rokov 20. storočia, keď Brad Cox a Tom Love, vývojári softvéru v spoločnosti StepStone, rozpoznali potrebu pridať do jazyka C funkcie podobné tým, ktoré mal Smalltalk, ktorý bol v tom čase popredným jazykom pre objektovo orientované programovanie. Ich zámerom bolo spojiť výkon, rýchlosť a popularitu jazyka C s flexibilitou jazyka Smalltalk a vytvoriť tak hybridný jazyk, ktorý ponúkal to najlepšie z oboch svetov.

Prvá verzia bola vydaná v roku 1984 a neskôr ju prijali spoločnosti ako NeXT, spoločnosť, ktorú založil Steve Jobs po svojom dočasnom odchode z Apple. NeXT integroval Objective-C ako hlavný jazyk svojho operačného systému NeXTSTEP, čím položil základy pre to, čo sa neskôr stalo macOS a iOS, keď Apple koncom 90. rokov získal NeXT.

Odvtedy a už takmer tridsať rokov je Objective-C nesporným štandardom pre vývoj softvéru na operačných systémoch Apple. V roku 2014 spoločnosť Apple oznámila Swift ako svoj nový referenčný jazyk pre vývoj aplikácií, ale Objective-C zostal neoddeliteľnou súčasťou ekosystému, najmä pre údržbu existujúcich aplikácií a prístup k starším API a frameworkom, ktoré ešte neboli migrované.

Hoci v súčasnosti Swift dominuje vývoju nových aplikácií, Objective-C zostáva nevyhnutný pre tímy pracujúce na starších kódových základniach, frameworkoch, ktoré neboli adaptované na Swift, a ako most pre určité multiplatformové projekty.

Na čo sa používa Objective-C?

Objective-C vyniká najmä ako primárny programovací jazyk používaný spoločnosťou Apple pre operačné systémy macOS a iOS, ako aj pre svoje najpopulárnejšie natívne frameworky: Cocoa a Cocoa Touch. Od grafického rozhrania Macu až po najzložitejšie mobilné aplikácie pre iPhone a iPad, Objective-C uľahčil vytváranie robustného, ​​efektívneho a udržiavateľného softvéru.

Jednou z jeho hlavných výhod je, že umožňuje kombinovať kód C a objektovo orientovaný kód , čo umožňuje použitie knižníc C v moderných projektoch, čo je obzvlášť užitočné v aplikáciách, ktoré vyžadujú maximálny výkon alebo integráciu so starším kódom.

Medzi najvýznamnejšie použitia Objective-C patria:

• Vývoj natívnych aplikácií pre iOS a macOS: Aj dnes je v App Store značný počet aplikácií, čiastočne alebo úplne, napísaných v jazyku Objective-C.
• Prístup k starším rozhraniam Apple API: Mnohé funkcie systému sú dostupné iba v tomto jazyku, čo ho robí nevyhnutným pre údržbu a vylepšovanie dlhodobých projektov.
• Frameworky a proprietárne knižnice: Pre veľké vývojové tímy je bežné, že naďalej udržiavajú knižnice Objective-C kvôli efektívnosti a kompatibilite.
• Kompatibilita s GNUstep a inými platformami: Okrem systémov od spoločnosti Apple umožňujú aj iné implementácie, ako napríklad GNUstep, použitie jazyka Objective-C na systémoch iných výrobcov ako Apple.

Hlavné vlastnosti Objective-C

Objective-C ponúka množstvo funkcií, ktoré si vysoko cenia programátori, najmä tí, ktorí prichádzajú zo sveta jazyka C. Nižšie uvádzame tie najdôležitejšie, aby sme pochopili, čo ho robí jedinečným v porovnaní s inými jazykmi:

• Objektovo orientovaný jazyk: Všetko sa točí okolo objektov, čo umožňuje definovanie tried, dedičnosť, polymorfizmus a zapuzdrenie, ako aj jasné rozdelenie kódu.
• Nadmnožina C: Zachováva všetku funkcionalitu jazyka C, čo umožňuje zahrnutie tradičných inštrukčných sád (ako napríklad while, for, do-while) a manipulovať s primitívnymi údajmi popri objektoch.
• Správy v štýle Smalltalk: Volanie metód sa vykonáva odosielaním správ objektom, čo poskytuje veľkú flexibilitu a dynamiku vývoja.
• Explicitná správa pamäte: Na rozdiel od moderných jazykov s automatickou správou pamäte, Objective-C vyžaduje, aby programátor riadil vytváranie a uvoľňovanie každého objektu, hoci od roku 2011 s príchodom ARC (Automatic Reference Counting) sa táto úloha výrazne zjednodušila.
• Podpora knižníc C: Umožňuje vám opätovne použiť knižnice napísané v jazyku C, čo uľahčuje integráciu starého kódu a v prípade potreby zvyšuje výkon.
• Podpora protokolov a kategórií: Abstraktné rozhrania môžete definovať pomocou protokolov a ďalšie metódy do existujúcich tried môžete pridať pomocou kategórií.

Základná syntax a štruktúry Objective-C

Syntax jazyka Objective-C je jednou z jeho určujúcich charakteristík a hoci sa na prvý pohľad môže zdať zvláštna (najmä zátvorky na odosielanie správ), je celkom logická a priamočiara, keď si na ňu zvyknete. Tu je prehľad kľúčových prvkov:

• Deklarácia premenných a primitívnych typov: Rovnako ako v jazyku C, môžete deklarovať jednoduché premenné ako napríklad int, float o charPri objektoch sa pred názvom premennej používa hviezdička (MyClass *objeto;).
• Odosielanie správ: Na volanie metódy objektu sa používa syntax zátvorky: ;
• Triedy a metódy: Definícia triedy zaberá dva súbory: rozhranie (.h) a implementácia (.mPoužívajú sa smernice @interface y @implementation.
• vlastnosti: Sú definované pomocou @property a zvyčajne sú sprevádzané @synthesize automaticky implementovať metódy getter a setter.
• Kontrola flujo: Sú prítomné klasické príkazy jazyka C: if, else, switch, while, for.
• Typy kolekcií: Existujú objekty pre zoznamy (NSArray, NSMutableArray), slovníky (NSDictionary, NSMutableDictionary) a množiny (NSSet, NSMutableSet).

Tento systém umožňuje vývojárom zdediť časť logiky jazyka C, ale pridáva vrstvu abstrakcie a modularity, ktorá je vo veľkých projektoch vysoko cenená.

Praktický príklad: Hello World v Objective-C

Pozrime sa, ako by vyzeral základný príklad v jazyku Objective-C na výpis „Hello World“ do konzoly:

#import <Foundation/Foundation.h>

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        NSLog(@"Hola Mundo");
    }
    return 0;
}

V tomto fragmente vidíme niekoľko prvkov:

• #import : Importuje základný objektový framework od spoločnosti Apple.
• @autoreleasepool: Nevyhnutné pre správu pamäte objektov, najmä ak sa nepoužíva ARC.
• NSLog: Funkcia na zobrazenie informácií v konzole, ekvivalentná printf v jazyku C, ale prispôsobený pre Objective-C.

Objektovo orientovaná paradigma v Objective-C

Objective-C plne prijíma objektovo orientovanú paradigmu , čo vám umožňuje pracovať s triedami, objektmi, dedičnosťou, zapuzdrením a polymorfizmom. Každá trieda môže definovať premenné inštancie, vlastné metódy a vlastnosti a môže byť rozšírená prostredníctvom podtried, aby zdedila a upravila správanie.

Jedinečnou vlastnosťou je navyše schopnosť dynamicky odosielať správy objektom, čo podporuje vývoj vysoko flexibilných programov s adaptabilitou za behu, čo je myšlienka zdedená priamo zo Smalltalku.

Za zmienku stojí aj možnosť organizovať kód pomocou kategórií , ktoré umožňujú pridávať ďalšie funkcie do existujúcich tried bez vytvárania podtried, a protokolov , ktoré umožňujú definovať metódy, ktoré môžu triedy prijať, podobne ako rozhrania v iných jazykoch.

Kategórie a rozšírenia v Objective-C

Kategórie sú jedným z najsilnejších nástrojov na rozšírenie funkčnosti triedy bez úpravy jej pôvodného kódu alebo vytvárania podtried. Umožňujú vám pridať ďalšie metódy do ľubovoľnej triedy, aj keď nemáte prístup k jej implementácii, čo je mimoriadne užitočné pri organizácii rozsiahlych kódových báz alebo implementácii súkromnej funkcionality.

Rozšírenia (alebo „rozšírenia triedy“) slúžia na deklarovanie súkromných metód a vlastností v rámci samotnej implementácie triedy, čím umožňujú lepšie zapuzdrenie a skrytie vnútorných detailov.

Protokoly v Objective-C

Protokoly fungujú ako abstraktné zmluvy , ktoré definujú metódy, ktoré môžu triedy prijať a implementovať. Každá trieda teda môže naznačiť, že dodržiava konkrétny protokol a zaviazať sa k implementácii jeho metód. To poskytuje veľkú flexibilitu a pomáha napĺňať vzory, ako je delegovanie, ktoré sú také bežné pri vývoji aplikácií pre iOS a macOS.

Napríklad protokol môže špecifikovať metódy ako turnOnEngine o beNiceToSister:a rôzne triedy by mohli tieto protokoly prijať, ak by o túto funkcionalitu mali záujem.

Správa pamäte: Uchovávanie, Uvoľňovanie a ARC

V jazyku Objective-C bola správa pamäte tradične jednou z najväčších výziev pre programátorov. Pred príchodom ARC ( Automatic Reference Counting ) bolo potrebné manuálne riadiť uchovávanie a uvoľňovanie každého objektu, čo zvyšovalo riziko únikov pamäte a ťažko odhaliteľných chýb.

Základný cyklus pozostáva z:

• Vytvorte objekt (alloc).
• Použite objekt.
• Uvoľnite predmet (release o autorelease).

Vďaka ARC, ktorý bol začlenený do Xcode 4.2 a iOS 4, kompilátor automaticky vkladá inštrukcie retain , release a autorelease , čo drasticky zjednodušuje život vývojára a približuje Objective-C k skúsenostiam iných jazykov s garbage collection.

Vlastnosti a atribúty: riadenie prístupu a pamäť

L Vlastnosti v Objective-C sú vyhlásené @property a jeho správa je posilnená rôznymi atribútmi, ktoré riadia spôsob ukladania a prístupu k jednotlivým hodnotám. Hlavné atribúty sú:

• priradiť: Priradí hodnotu priamo, bez zachovania alebo uvoľnenia objektu (zvyčajne sa používa pre primitívne typy alebo slabé referencie).
• ponechať: Udržiava silný odkaz na objekt a zvyšuje hodnotu počítadla pri každom jeho priradení.
• kopírovať: Vytvorí kópiu priradeného objektu, užitočné pre textové reťazce alebo nemenné objekty.
• slabý: Zavedený s ARC, definuje slabú referenciu, ktorá sa automaticky nastaví na nil keď je pôvodný objekt uvoľnený.
• silný: Silný odkaz zabezpečuje, že pokiaľ vlastnosť existuje, objekt bude dostupný v pamäti.

Táto granularita umožňuje vývojárom optimalizovať spotrebu zdrojov a vyhnúť sa chybám pri prístupe do pamäte.

Porovnanie: Objective-C vs. Swift

Od roku 2014 sa vývoj pre ekosystém Apple vyznačuje koexistenciou jazykov Objective-C a Swift . Oba jazyky majú silné aj slabé stránky a výber do značnej miery závisí od typu projektu a skúseností vývojového tímu.

Medzi hlavné výhody Objective-C patria:

• Priama kompatibilita s C a C++: Umožňuje kombinovať imperatívny a objektovo orientovaný kód, čo je vysoko cenené v aplikáciách, ktoré vyžadujú hrubý výkon.
• Zrelosť a stabilita: Je to jazyk, ktorý bol testovaný už roky, s veľkou komunitou a bohatou dokumentáciou.
• Dynamika: Jeho systém posielania správ a reflexie vám umožňuje upravovať správanie aplikácií počas ich behu.

Swift zo svojej strany prispieva:

• Väčšie bezpečnostné záruky: Vďaka statickému typovaniu, spracovaniu chýb a modernej správe pamäte.
• Jasnejšia a stručnejšia syntax: Uľahčuje písanie a údržbu kódu, najmä pre tých, ktorí nepochádzajú zo sveta jazyka C.
• Moderné nástroje: Vynikajúca podpora pre menné priestory, interaktívny vývoj s Playgrounds a funkčné vzory.

S výhľadom do budúcnosti všetko naznačuje, že Swift bude naďalej získavať na popularite, ale Objective-C zostane relevantný vo veľkých legacy projektoch a v interoperabilite so staršími frameworkami.

Výhody a nevýhody Objective-C oproti Swiftu

Stojí za to zvážiť niektoré kľúčové body, ktoré môžu ovplyvniť výber jedného alebo druhého jazyka:

• Cieľ-C:
  • Umožňuje vám efektívne pracovať s knižnicami C a C++.
  • Ponúka dynamické funkcie, ako napríklad prepínanie metód, ktoré vám umožňujú upravovať správanie počas behu.
  • Kompatibilné s existujúcimi binárnymi frameworkami a knižnicami tretích strán.
  • Má však malý menný priestor, čo môže viesť ku konfliktom vo veľkých projektoch a ťažko laditeľným chybám.
  • Syntax sa môže novým programátorom zdať zložitá a zastaraná.
• rýchly:
  • Statické typovanie a moderná syntax zvyšujú bezpečnosť a produktivitu.
  • Pokročilá podpora funkčných vzorov a interaktívnej správy kódu s Playgrounds.
  • Pomalšia kompilácia vo veľkých projektoch a určitá nestabilita vo formátoch modulov alebo interoperabilite s C++.

Praktické základy a príklady kódu

Pre tých, ktorí s Objective-C ešte len začínajú, môže byť užitočné preštudovať si niekoľko praktických príkladov jeho použitia v reálnych projektoch. Tu sú niektoré kľúčové štruktúry a koncepty:

Deklarovanie tried a metód

// Archivo de cabecera: MyClass.h
#import <Foundation/Foundation.h>

@interface MyClass : NSObject
@property int contador;
- (void)incrementar;
@end

// Archivo de implementación: MyClass.m
#import "MyClass.h"

@implementation MyClass
- (void)incrementar {
    self.contador++;
}
@end

V tomto príklade dedí MyClass z NSObject , koreňovej triedy väčšiny objektov v Cocoa.

Používanie polí a slovníkov

NSArray *array = @;
NSString *elemento = array; // "dos"

NSDictionary *diccionario = @{ @"clave1": @"valor1", @"clave2": @"valor2" };
NSString *valor = diccionario; // "valor1"

Slučky a riadiace štruktúry

for (int i = 0; i < 5; i++) { NSLog(@"Iteración %d", i); } if (array.count > 2) {
    NSLog(@"El array tiene más de dos elementos");
}

Klasická správa pamäte (bez ARC)

MyClass *objeto =  init];
// Se usa el objeto
; // Liberar cuando termine de usarse

Kompatibilita a podporované platformy

Hoci je Objective-C neoddeliteľný od ekosystému Apple, implementácie ako GNUstep umožňujú vývoj s týmto jazykom na iných platformách vrátane Linuxu a Windowsu. Jeho použitie mimo prostredí macOS a iOS je však veľmi obmedzené a vo všeobecnosti je viazané na špecifické projekty alebo interoperabilitu so starším kódom. Čo je Objective-C?

V rámci spoločností Apple zostáva Objective-C podporovaný vo všetkých moderných verziách macOS, iOS, iPadOS, tvOS a watchOS a je schodnou možnosťou v Xcode aj v nástrojoch príkazového riadka.

Zdroje a vzdelávanie pre Objective-C

Pre tých, ktorí sa chcú naučiť alebo zlepšiť svoje zručnosti v Objective-C, je k dispozícii množstvo materiálov, návodov a online kurzov. Od univerzitných platforiem a technických škôl až po video kanály a oficiálnu dokumentáciu spoločnosti Apple je učenie jednoduché a rozmanité. Naučte sa, ako sa stať úspešným vývojárom mobilných aplikácií.

Medzi najbežnejšie možnosti tréningu patria:

• Vysvetľujúce videá.
• Elektronické knihy a praktické manuály.
• Podrobné návody, textové aj video.
• Online komunity vývojárov a technické fóra.
• Kurzy na špecializovaných platformách od základnej až po pokročilú úroveň.

Okrem toho mnohé z týchto platforiem ponúkajú certifikácie pre tých, ktorí absolvujú svoje školiace programy, čo môže byť výhodou pri hľadaní práce v tomto sektore.

Prečo sa učiť Objective-C ešte dnes?

V dnešnej dobe sa môže zdať zbytočné učiť sa Objective-C, najmä ak je vaším hlavným cieľom pustiť sa do nových projektov. Jeho zvládnutie sa však stále dôrazne odporúča, ak budete pracovať v spoločnostiach so staršími kódovými základmi, budete udržiavať aplikácie, ktoré sú už v produkcii, alebo ak vás priťahuje vnútorné fungovanie platforiem Apple. Kompatibilita Objective-C so Swiftom umožňuje koexistenciu oboch jazykov v jednom projekte, čo uľahčuje postupnú migráciu aplikácií bez nutnosti prestavovať všetko od začiatku.

Okrem toho skutočnosť, že Objective-C zostáva technickým štandardom v mnohých aspektoch vývoja pre iOS a macOS, zaručuje jeho relevantnosť na trhu práce, najmä pre vedúce pozície a pre architektonické alebo technické vedúce pozície.

Počas tejto cesty ste videli, ako jazyk Objective-C znamenal zlom vo vývoji softvéru pre Apple a ako jeho filozofia, založená na rozšírení jazyka C a začlenení objektovo orientovaných paradigiem, umožnila vytváranie robustných, flexibilných a vysoko prispôsobivých aplikácií. Hoci popularita jazyka Swift do istej miery vytlačila jeho používanie, zvládnutie jazyka Objective-C zostáva základným prínosom pre každého vývojára, ktorý sa chce s ľahkosťou orientovať v ekosystéme Apple a riešiť výzvy moderného programovania a údržby veľkých projektov. Či už z dôvodov kompatibility, starších architektúr alebo jednoducho z technickej zvedavosti, učenie sa jazyka Objective-C otvára dvere k histórii a súčasnosti spotrebiteľských výpočtov.