初始化时 alloc 返回的 Objective-C 类与错误的类混淆

Question

我以为我了解基本的 Objective-C 就 alloc 和 init... 方法而言，但显然我不了解。我将遇到的问题归结为下面的最小示例。 （例如，我将所有源文件放入一个文件中，但如果将源文件拆分为多个源文件和头文件，问题也会像往常一样）。

以下是代码的作用以及运行时发生的情况的概要。

我定义了两个类 MyInteger 和 MyFloat，它们几乎相同，只是一个处理 int 类型，另一个处理 float。两者都具有称为 initWithValue: 的初始化方法：但是具有不同类型的参数。有一个#define 来控制是否定义了 MyInteger 类，原因是，即使从未使用过该类，它也会导致程序的不同行为。

main() 只使用 MyFloat。前两行执行此操作：分配 MyFloat 的一个实例，并将其初始化为 50.0。然后打印该值。根据是否定义了 MyInteger，我会得到两个不同的输出。

正如我所料，没有定义 MyInteger：

[4138:903] float parameter value:50.000000
[4138:903] Value:50.000000
(next two output lines omitted)

定义了 MyInteger，令我惊讶的是：

[4192:903] float parameter value:0.000000
[4192:903] Value:0.000000
(next two output lines omitted)

在我看来，编译器将调用 initWithValue: 视为属于 MyInteger 类。接下来的两行 main() 通过将 [MyFloat alloc] 转换为 MyFloat* 来测试这一点。即使定义了 MyInteger，它也会按预期生成输出：

[4296:903] float parameter value:0.000000
[4296:903] Value:0.000000
[4296:903] float parameter value:50.000000
[4296:903] Value with cast:50.000000

请解释发生了什么！我已经为此苦苦挣扎了超过 24 小时，甚至到了打开门让一些热量散发出来让我的电脑冷却的地步：-) 谢谢！

另一个奇怪的地方是，如果我将 MyInteger 的定义移到 MyFloat 的定义之下，那么一切都是“好的”——正如我所期望的那样工作。历史证明我经常犯错，以至于我怀疑编译器是罪魁祸首。无论如何，这里是编译器和项目信息：使用 Xcode 4.0.2。尝试了所有 3 个编译器选项（GCC 4.2、LLVM GCC 4.2 和 LLVM Compiler 2.0）。此示例的 Xcode 项目是使用基于 Foundation 的 Mac OS X 命令行工具的标准配置设置的。

#define DO_DEFINE_MYINTEGER 1

//------------- define MyInteger --------------
#if DO_DEFINE_MYINTEGER
@interface MyInteger : NSObject {
    int _value;
}
-(id)initWithValue:(int)value;
@end

@implementation MyInteger
-(id)initWithValue:(int)value {
    self= [super init];
    if (self) {
        _value= value;
    }
    return self;
}
@end
#endif


//------------- define MyFloat --------------
@interface MyFloat : NSObject {
    float _value;
}
-(id)initWithValue:(float)value;
-(float)theValue;
@end

@implementation MyFloat
-(id)initWithValue:(float)value {
    self= [super init];
    if (self) {
        NSLog(@"float parameter value:%f",value);
        _value= value;
    }
    return self;
}
-(float)theValue {
    return _value;
}
@end

//--------------- main ------------------------
int main (int argc, const char * argv[])
{
    MyFloat *mf1= [[MyFloat alloc] initWithValue:50.0f];
    NSLog(@"Value:%f",[mf1 theValue]);

    MyFloat *mf2= [((MyFloat*)[MyFloat alloc]) initWithValue:50.0f];
    NSLog(@"Value with cast:%f",[mf2 theValue]);

    return 0;
}

Answer 1

+alloc 的原型是返回id，当编译器面临多个-initWithValue: 方法的选择时，它会生成代码来调用它找到的第一个方法。当 MyInteger 被定义时，这意味着编译器将生成代码来转换 50.0 并将其作为整数参数传递。请注意，整数和浮点参数的传递方式不同，前者在堆栈中，后者在浮点寄存器中。

在运行时，因为消息分发是动态处理的，所以会调用正确的方法 - 但该方法假定 value 参数是在浮点寄存器中传递的。但这不是调用代码放置它的地方，因此被调用的方法在读取该寄存器时会得到不正确的结果。

类型转换之所以有效，是因为它明确地告诉编译器将在运行时调用哪些方法，这允许它生成正确的调用代码，将value 传递到浮点寄存器而不是堆栈中。

编辑：话虽如此，NSResponder 的回答也提出了一些非常好的观点。在 Objective-C 中，声明具有相同名称但具有不同签名（即参数和返回类型）的方法是一个非常糟糕的主意，并且名为 -initWithValue: 的方法意味着它的参数是一个 NSValue 对象。

Answer 2

在方法名称相同但类型不相同的情况下，拥有两个方法签名是个坏主意，尤其是当它们在同一个文件中编译时。编译器在这里对消息表达式应该传递 int 还是 float 感到困惑。

如果您查看NSNumber，您会发现有单独的-initWithFloat:、-initWithDouble: 和-initWithInt: 方法。

此外，如果您有一个名称中包含“值”一词的方法，大多数 Cocoa 开发人员会假定它需要一个 NSValue 参数。