面试题：Objective-C中KVO的基本使用及原理

Question

请阐述在Objective-C中如何使用KVO（键值观察）来监听对象属性的变化。详细说明注册KVO的步骤、如何实现回调方法以及KVO的基本原理。

Answer 1

注册KVO的步骤

1. 准备被观察对象：确保被观察对象的属性是遵循KVO机制的。通常，属性需要通过@property声明，并使用@synthesize自动合成存取方法（在现代的Objective-C中，@synthesize通常可省略）。例如：

@interface Person : NSObject
@property (nonatomic, strong) NSString *name;
@end

2. 注册观察者：在观察者对象中，调用被观察对象的addObserver:forKeyPath:options:context:方法进行注册。例如：

Person *person = [[Person alloc] init];
[self addObserver:self forKeyPath:@"name" options:NSKeyValueObservingOptionNew context:nil];

• addObserver:参数为观察者对象，通常是self，表示当前对象进行观察。
• forKeyPath:指定要观察的属性的键路径，这里是name。
• options:指定观察选项，如NSKeyValueObservingOptionNew表示观察新值，NSKeyValueObservingOptionOld表示观察旧值，也可以两者组合。
• context:是一个指针，用于传递上下文信息，通常设为nil。

实现回调方法

观察者需要实现observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:方法，当被观察对象的属性值发生变化时，系统会调用该方法。例如：

- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context {
    if ([keyPath isEqualToString:@"name"]) {
        NSString *newName = change[NSKeyValueChangeNewKey];
        NSLog(@"The name has changed to %@", newName);
    }
}

• keyPath：发生变化的属性的键路径。
• object：被观察的对象。
• change：包含属性变化信息的字典，如NSKeyValueChangeNewKey对应新值，NSKeyValueChangeOldKey对应旧值。
• context：注册时传递的上下文指针。

KVO的基本原理

1. 动态生成子类：当一个对象注册为另一个对象属性的观察者时，运行时系统会动态创建被观察对象类的一个子类。例如，对于Person类，会创建一个类似NSKVONotifying_Person的子类。

2. 方法重写：这个动态子类重写了被观察属性的存取方法。例如，对于name属性，会重写setName:方法。当调用setName:方法时，除了设置新值外，还会通知所有注册的观察者属性发生了变化。

3. 通知机制：系统通过observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:方法将属性变化的信息传递给观察者。观察者根据这些信息进行相应的处理。

4. 内存管理：当不再需要观察时，观察者需要调用被观察对象的removeObserver:forKeyPath:方法取消观察，以避免内存泄漏。例如：

[person removeObserver:self forKeyPath:@"name"];