庖丁解牛KVO（一）——KVO概览和使用

KVO是对Objective-c观察者模式的实现，也是OC非常强大和有用的特性，同时还是实现cocoa bndings的基础（-bind:toObject:withKeyPath:options:）。因此，理解和掌握KVO可以给我们带来很多便利以及意想不到的效果。

KVO可以让观察者在被观察者的属性被修改时直接接收到通知。在KVO的作用下，一个对象可以观察另一个对象的任何属性，同时，也可以知道某个属性的修改前和修改后的值。对多关系的观察者不仅能知道改变发生的类型，而且还能知道哪些对象被改变了。

在通知机制中，KVO与NSNotification提供的通知机制类似，但是也存在很鲜明的区别。NSNotification是以广播的形式将通知传递给所有注册为观察者的对象，即“一对多”，而KVO则会在属性值发生改变时直接将通知传递给观察者，即“点对点”。

由于基类NSObject提供了对于KVO的基本实现，因而所有的cocoa对象本质上都能够使用KVO。为了能够接收到KVO的通知，你必须要做以下几件事：

• 你必须确保被观察类的属性符合KVO规则（KVO Compliance）。KVO规定被观察对象的类必须符合KVC规则（KVC Compliance）同时允许属性的自动观察者通知或者手动实现属性的KVO。

• 给值会发生改变的对象（即被观察者）添加观察者。你可以通过调用addObserver:forKeyPath:options:context:方法做到。

• 在观察者对象中，实现方法observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:。该方法在被观察对象的属性值发生变化时会被调用。

第二点和第三点很好理解，第一点则需要多说一点。并不是说所有类的属性都满足KVO规则，他需要满足以下几个条件：

• 类的属性必须满足KVC规则。KVO与KVC支持的数据类型相同，包括OC对象、标量和结构体。

• 类要发送属性变化的KVO通知。

• 依赖的键需要被正确的注册。

关于第一点，何为满足KVC规则？对于一个满足KVC规则的指定属性，它必须实现valueForKey:和setValue:forKey:来作用于指定属性。更详细地：

对于対一关系的属性，它的类必须做到：

• 实现方法名为-<key>，-is<key>的方法，或者创建对象名为或者_的实例对象。
• 如果属性是可变的，那么它还需要实现-set<key>:方法。
• -set<Key>:的方法实现不应该包含验证操作。
• 若key需要进行验证它的类还需要实现-validate<Key>:error:方法。

对于有索引的对多关系的属性，它的类必须要做到：

• 实现方法名为-<key>的方法并返回数组。
• 或者有变量名为或_的实例变量。
• 或者实现方法-countOf<key>和-objectIn<key>``-<key>AtIndexes:两个方法中的一个。
• 另外，你可以实现-get<key>:range:来优化性能。

对于无序的对多关系的属性，它的类需要做到：

• 实现方法名为-<key>的方法并并返回一个集合。
• 或者创建变量名为或_的实例变量。
• 或者实现方法-countOf<key>、-enumeratorOf<key>和-memberOf<key>:。
  若该属性还是可变的，它的类还需做到：
• 实现-add<key>Object:和-add<key>:中的一个或两个。
• 实现-remove<key>Object:和-remove<key>:中的一个或两个。
• 另外，你可以实现-intersect<key>:和-set<key>:来优化性能。

关于第二点，如何确保通知被发送？对于所有满足KVC规则的类的属性已经自动支持KVO。因此，只要你遵守标准Cocoa编码和命名规范，你可以使用自动变化通知（Automatic Change Notification）————你不需要编写额外的代码。
以下代码示例会触发KVO变化通知被发送：

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// Call the accessor method.
[account setName:@"Savings"];
 
// Use setValue:forKey:.
[account setValue:@"Savings" forKey:@"name"];
 
// Use a key path, where 'account' is a kvc-compliant property of 'document'.
[document setValue:@"Savings" forKeyPath:@"account.name"];
 
// Use mutableArrayValueForKey: to retrieve a relationship proxy object.
Transaction *newTransaction = <#Create a new transaction for the account#>;
NSMutableArray *transactions = [account mutableArrayValueForKey:@"transactions"];
[transactions addObject:newTransaction];

在某些情况下，你想控制通知的进程，比如想减少不必要的原因而触发通知的次数，或者想把多个变化整合进一个通知当中。这时候自动变化通知就无法满足需求，而手动变化通知（Manual Change Notification）则派上用场了。
在这种情况下，你需要重写NSObject的automaticallyNotifiesObserversForKey:方法。若你想将某个属性从自动变化通知中移除，则在automaticallyNotifiesObserversForKey:方法中返回NO。

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+ (BOOL)automaticallyNotifiesObserversForKey:(NSString *)theKey {
    BOOL automatic = NO;
    if ([theKey isEqualToString:@"balance"]) {
        automatic = NO;
    }
    else {
        automatic = [super automaticallyNotifiesObserversForKey:theKey];
    }
    return automatic;
}

为了实现手动变化通知，你需要在改变变量值�前触发willChangeValueForKey:方法并在改变变量值后触发didChangeValueForKey:方法。

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- (void)setBalance:(double)theBalance {
    [self willChangeValueForKey:@"balance"];
    _balance = theBalance;
    [self didChangeValueForKey:@"balance"];
}

你可以通过检验值是否发生改变来减少不必要的通知发送。

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- (void)setBalance:(double)theBalance {
    if (theBalance != _balance) {
        [self willChangeValueForKey:@"balance"];
        _balance = theBalance;
        [self didChangeValueForKey:@"balance"];
    }
}

若一个操作引起多个属性值发生变化，你必须像下面这样嵌套变化的通知：

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- (void)setBalance:(double)theBalance {
    [self willChangeValueForKey:@"balance"];
    [self willChangeValueForKey:@"itemChanged"];
    _balance = theBalance;
    _itemChanged = _itemChanged+1;
    [self didChangeValueForKey:@"itemChanged"];
    [self didChangeValueForKey:@"balance"];
}

在有序的对多关系的属性中，你必须不仅指明改变的属性，而且还需指明改变的类型和涉及到的对象的索引值。改变的类型是NSKeyValueChange枚举，包含NSKeyValueChangeInsertion, NSKeyValueChangeRemoval, NSKeyValueChangeReplacement。受影响的对象的索引值传入的是NSIndexSet对象。

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- (void)removeTransactionsAtIndexes:(NSIndexSet *)indexes {
    [self willChange:NSKeyValueChangeRemoval
        valuesAtIndexes:indexes forKey:@"transactions"];
 
    // Remove the transaction objects at the specified indexes.
 
    [self didChange:NSKeyValueChangeRemoval
        valuesAtIndexes:indexes forKey:@"transactions"];
}

关于第三点，在很多情况下某个属性依赖于另一个对象的一个或多个属性。如果一个属性值发生改变，那么受影响的属性其值也会发生改变。那么如何确保存在依赖关系的属性的KVO通知能正确发送？

在対一关系中，为了触发自动通知你需要重写keyPathsForValuesAffectingValueForKey:方法。
比如，一个人的名字包含姓和名。他的名字的全称可以用以下方法来写：

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- (NSString *)fullName {
    return [NSString stringWithFormat:@"%@ %@",firstName, lastName];
}

当firstName或者lastName属性值发生改变时，观察fullName的对象必须接收到通知。其中一个解决方法是重写keyPathsForValuesAffectingValueForKey:方法来指明fullName属性依赖于lastName和firstName属性。

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+ (NSSet *)keyPathsForValuesAffectingValueForKey:(NSString *)key {
 
    NSSet *keyPaths = [super keyPathsForValuesAffectingValueForKey:key];
 
    if ([key isEqualToString:@"fullName"]) {
        NSArray *affectingKeys = @[@"lastName", @"firstName"];
        keyPaths = [keyPaths setByAddingObjectsFromArray:affectingKeys];
    }
    return keyPaths;
}

如上面代码示例中，你的重写方法实现中必须要触发super方法调用，并且返回的集合中要包含父类的keys。
你还可以通过实现命名规则遵循keyPathsForValuesAffecting<Key>（Key为属性名并且首字母大写）的类方法来得到同样的结果。使用该方案对上面代码进行改写如下：

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+ (NSSet *)keyPathsForValuesAffectingFullName {
    return [NSSet setWithObjects:@"lastName", @"firstName", nil];
}

当你使用分类给现有的类添加属性时，不能重写keyPathsForValuesAffectingValueForKey:方法，因为在分类中不支持重写该方法。在这种情况下，只能通过实现keyPathsForValuesAffecting<Key>类方法来达到效果。

在对多关系中，keyPathsForValuesAffectingValueForKey:方法不支持。比如，你有一个Deprtment对象与employee对象的对多关系，并且employee有salary属性。在Department对象中有一个totalSalary属性依赖于所有的employee的salary的关系。
这里有两种解决方案：
1.你可以使用KVO注册父类（Department）为所有子类（employee）的salary属性的观察者。你必须在添加和移除子类对象的过程中添加和移除观察者。以下为示例代码：

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- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary *)change context:(void *)context {
 
    if (context == totalSalaryContext) {
        [self updateTotalSalary];
    }
    else
    // deal with other observations and/or invoke super...
}
 
- (void)updateTotalSalary {
    [self setTotalSalary:[self valueForKeyPath:@"employees.@sum.salary"]];
}
 
- (void)setTotalSalary:(NSNumber *)newTotalSalary {
 
    if (_totalSalary != newTotalSalary) {
        [self willChangeValueForKey:@"totalSalary"];
        _totalSalary = newTotalSalary;
        [self didChangeValueForKey:@"totalSalary"];
    }
}
 
- (NSNumber *)totalSalary {
    return _totalSalary;
}

2.如果你使用Core Data，你可以注册父类为它管理对象上下文的观察者。当子类相关属性值发生改变其父类就会得到相应的通知，类似于KVO。