Что требуется для реализации корневого класса Objective-C?

Я только что пришел к этому вопросу, потому что у меня был тот же «академический» вопрос. Немного поработав над этим, я обнаружил, что другие ответы на этот вопрос не совсем верны.

Это правда, что в среде выполнения Apple Objective-C 2.0 вы должны реализовать определенные методы, чтобы ваш код работал. На самом деле вам нужно реализовать только один метод: метод класса initialize.

@interface MyBase 
+ (void)test;
@end
@implementation MyBase
+ (void)initialize {}
+ (void)test {
 // whatever
}
@end

Среда выполнения автоматически вызовет initialize при первом использовании класса (как объяснено в документации Apple). Отсутствие реализации этого метода является причиной ошибки пересылки сообщений.

Компиляция с помощью clang test.m -Wall -lobjc (или gcc) позволит вам без проблем вызвать тест метода класса. Заставить работать распределение объектов — это совсем другая история. По крайней мере, вам понадобится указатель isa на ваш базовый класс, если вы используете переменные экземпляра. Среда выполнения ожидает, что это будет там.

В среде выполнения Apple минимальные спецификации довольно легко объясняются: вы должны реализовать каждый метод в протоколе NSObject. См. здесь. Это абсолютно нетривиально. Возможно, вы захотите добавить пару дополнительных функций, таких как +alloc, чтобы иметь возможность создавать экземпляр и т. д. Во всех платформах Apple есть только два общедоступных корневых класса: NSObject и NSProxy. На практике нет абсолютно никаких причин для создания корневого класса. Я не уверен, что у Apple есть какая-либо документация по этому вопросу.

Что вы будете делать на практике, так это наследовать от NSObject или NSProxy и строить поверх них. Ваш код будет работать, если вы сделаете следующее:

@interface Test : NSObject
+ (void)test;
@end

Как указал Тило, это не относится к другим средам выполнения, таким как среда выполнения GNU.

В моей системе (GNUstep на linux + GCC) мне пришлось заменить вышеуказанный метод alloc следующим, чтобы пример заработал. Я думаю, это связано с более новой средой выполнения obj-c (документация среды выполнения здесь: Справочник по среде выполнения Objective-C из библиотеки разработчиков Mac.

+ alloc
{
  return (id)class_createInstance(self, 0);
}

Приведенный выше пример отлично компилируется с gcc и GNU-runtime. В Objective-C обычно любой класс может быть корневым классом, просто не имея суперкласса. Если среда выполнения Apple требует чего-то другого, то это зависит от среды выполнения.

Кроме того, есть что-то особенное с корневыми классами:

Все методы экземпляра также являются методами класса с той же реализацией (если не реализовано явно иначе). Вывод следующего приложения:

#import <stdio.h>

@interface Test
+ alloc;
+ (void)test;
- (void)test;
- (void)otherTest;
@end
@implementation Test
+ alloc
{
  return (id)class_create_instance(self);
}

+ (void)test
{
    printf("class test\n");
}

- (void)test
{
    printf("instance test\n");
}

- (void)otherTest
{
    printf("otherTest\n");
}
@end

int main()
{
    id t = [Test alloc];
    [Test test];
    [t test];
    [Test otherTest];
    [t otherTest];
    return  0;
}

было бы:

class test
instance test
otherTest
otherTest

Самая сложная часть при создании нового корневого класса — это +alloc и -dealloc, но, как видно из моего примера, среда выполнения (в моем случае среда выполнения GNU) может это сделать. Но я не знаю, достаточно ли хорошо распределено время выполнения. Я знаю, что некоторые фонды используют собственный механизм распределения, чтобы скрыть счетчик ссылок от структуры объекта. Я не знаю, делает ли это Apple и позаботилась ли об этом их среда выполнения.