Nastal čas na kakao - Inicializace a rušení objektů - MujMAC.cz - Apple, Mac OS X, Apple iPod

5. srpna 2004, 00.00 | Vytváření a rušení objektů jsme již probrali celkem podrobně – ovšem z hlediska kódu, který objekty používá. Nyní nastal čas podívat se na tuto problematiku znovu, pro změnu z hlediska třídy, jejíž implementace se vytvářejí a ruší – ukážeme si tedy jak správně vytvářet metody init... a další, s nimi spolupracující.

Vytváření a rušení objektů jsme již probrali celkem podrobně – ovšem z hlediska kódu, který objekty používá. Nyní nastal čas podívat se na tuto problematiku znovu, pro změnu z hlediska třídy, jejíž implementace se vytvářejí a ruší – ukážeme si tedy jak správně vytvářet metody init... a další, s nimi spolupracující.

Nejjednodušší jsou metody tříd

O tom, že ve většině případů namísto zprávy init... (spolu se standardní zprávou alloc) je vhodné používat kombinované metody tříd typu arrayWithObject: nebo stringWithContentsOfFile: již víme; dnes se je naučíme implementovat.

Vlastně to už ale umíme: řekli jsme si, že tyto "konstruktory" se od kombinace alloc/init liší jen a jenom tím, že vytvořený objekt dostane navíc zprávu autorelease. Tím je ovšem dána i implementace: prostě "zopakujeme" argumenty metody init – jsou-li jaké – ve třídní metodě, a přidáme autorelease. Kromě toho je jediný rozdíl to, že metody init... standardně vracejí typ id, zatímco třídní "konstruktory" jsou obvykle deklarovány pro konkrétní třídu – asi takto:

@implementation Xyz
-init { ... }
-initWithString:(NSString*)s { ... }
-initWithObject:a number:(int)b char:(char)c whatever:(void*)d { ... }
+(Xyz*)xyz {
  return [[[self alloc] init] autorelease];
}
+(Xyz*)xyzWithString:(NSString*)s {
  return [[[self alloc] initWithString:s] autorelease];
}
+(Xyz*)xyzWithObject:a number:(int)b char:(char)c whatever:(void*)d {
  return [[[self alloc] initWithObject:a number:b char:c whatever:d] autorelease];
}

To celé ovšem je jen konvence: chceme-li (a máme-li k tomu významný důvod), můžeme tyto metody deklarovat i implementovat i jakkoli jinak.

Inicializace

Samotným vytvářením objektů se nemusíme zabývat, pokud je naše třída dědicem standardní kořenové třídy NSObject (a tak tomu v naprosté většině případů skutečně je): od třídy NSObject zdědíme metodu alloc, jež korektně vytvoří objekt naší třídy, a vynuluje všechny jeho proměnné.

Pokud ovšem naše třída není velmi triviální, musíme se postarat o její inicializaci – musíme tedy implementovat metodu init (a/nebo několik metod initWith..., k tomu se podrobněji vrátíme příště; prozatím se pro zjednodušení budeme chvilku tvářit "jako by" pro inicializaci existovala jen samotná metoda init bez argumentů).

Základní pravidla pro metodu init jsou jen tři:

• metoda musí nejprve zajistit provedení metody init z nadtřídy;
• po úspěšné inicializaci metoda musí vrátit inicializovaný objekt. Pozor: tento objekt nemusí být totožný s objektem, který zprávu init přijal!
• po neúspěšné inicializaci metoda musí vrátit nil.

Zastavme se na chvilku u prostředního pravidla, jež bude pro většinu čtenářů na první pohled asi trochu překvapující: jak to, jiný objekt? Inu, dává to velmi dobrý smysl, a jde o jednu z vlastností Objective C, jež mu dávají nesrovnatelně větší flexibilitu, než jakou dokáží nabídnout jazyky jak C++ nebo Java. Snad nejběžnější a zcela typické využití této možnosti je implementace tzv. singletonu – třídy, jež má pouze jedinou instanci, již všechny ostatní moduly sdílejí. V takovém případě init ověří, zda již tato instance existuje; pokud ano, vrátí ji (a nově vytvořený objekt zruší).

Jiné velmi typické využití prostředního pravidla je implementace sdružených tříd: právě díky tomu, že metoda init může vrátit objekt jiné třídy, můžeme snadno zajistit to, aby se po inicializaci ve skutečnosti vrátil objekt některé ze skrytých podtříd.

Typická struktura metody init vypadá nějak takto:

-init {
  if (!(self=[super init])) return nil;
  ... vlastní inicializace ...
  return self;
}

Poslední řádek je jasný, prostě vrací právě inicializovaný objekt, ale co ten prvý? Inu, ten zajišťuje korektní chování podle všech tří bodů, jež jsme si před chvílí uvedli:

• výraz "[super init]" zajistí volání inicializace nadtřídy;
• uložení toho, co tento výraz vrátí, do proměnné self, zajistí, že další zpracování bude korektní i v případě, že metoda init nadřízené třídy vrátila odlišný objekt;
• okamžité vrácení hodnoty nil pokud vrácená hodnota byla nulová zajistí přerušení inicializace, pokud byla neúspěšná.

Nyní už by mělo být také zřejmé, proč platí pravidlo "používáme-li dvojici alloc/init, musí být součástí jediného výrazu", jež jsme si uvedli hned na začátku: samozřejmě, je tomu tak právě proto, že init může vrátit odlišný objekt! Pokud bychom použili kód

id o=[SomeClass alloc];
[o init];
...

mohla by po provedení druhého řádku proměnná "o" obsahovat adresu již neplatného – neexistujícího – objektu.

A co uvolnění zdrojů?

Nezřídka v metodě init alokujeme nějaké zdroje – nejčastěji jde o vytvoření pomocných vložených objektů, jak jsme si to ukázali minule, ale stejně dobře se může jednat třeba o alokaci bloku paměti či o otevření souboru, třeba nějak takto:

@interface Test {
  id vlozenyObjekt;
  void *blokPameti;
  FILE *soubor;
}
...
@implementation Test
...
-init {
  if (!(self=[super init])) return nil;
  vlozenyObjekt=[[NSMutableArray alloc] init];
  blokPameti=malloc(1024*1024);
  soubor=fopen("/tmp/whatever.txt","wt");
  return self;
}
...

Kdy a jak ale tyto zdroje uvolnit? Uvědomme si, že moduly, jež s objektem pracují, v jistém smyslu "nevědí", kdy objekt zanikne: každý z modulů objektu ve chvíli, kdy jej již nepotřebuje, pošle zprávu autorelease, a objekt bude automaticky zrušen nějakou chvíli poté, kdy mu tuto zprávu poslal poslední z modulů...

Knihovny Cocoa naštěstí standardizují zprávu dealloc, jež je automaticky poslána objektu ve chvíli, kdy je zapotřebí jej uvolnit (tj. jeho vnitřní čítač referencí právě dosáhl nuly) – můžeme se na odpovídající metodu dívat jako na jakýsi destruktor. Účelem této metody je právě uvolnit všechny zdroje objektu – a ovšem pak se postarat o to, aby se vyvolala i metoda dealloc nadtřídy (metoda dealloc třídy NSObject pak objekt fakticky zruší). V našem příkladě by tedy implementace metody dealloc vypadala nějak takto:

-(void)dealloc {
  [vlozenyObjekt release];
  free(blokPameti);
  fclose(soubor);
  [super dealloc];
}

V naprosté většině případů samozřejmě implementujeme buď obě metody init a dealloc, nebo ani jednu z nich.