IOS编程之iOS系列译文：编译器仓酷云

有一些像NSCopying的接口(经@李禹龙提醒应该叫协议)不是特别用到开始不用了解NSObject创建对象的时候用+(id)alloc方法创建后需要init方法初始化编译器做些甚么？

本文次要切磋一下编译器次要做些甚么，和怎样无效的使用编译器。
复杂的说，编译器有两个职责：把Objective-C代码转化成初级代码，和对代码做剖析，确保代码中没有任何分明的毛病。
如今，Xcode的默许编译器是clang。本文中我们提到的编译器都暗示clang。clang的功效是起首对Objective-C代码做剖析反省，然后将其转换为初级的类汇编代码：LLVMIntermediateRepresentation(LLVM两头表达码)。接着LLVM会实行相干指令将LLVMIR编译成方针平台上的当地字节码，这个历程的完成体例能够是立即编译(Just-in-time)，或在编译的时分完成。
LLVM指令的一个优点就是能够在撑持LLVM的恣意平台上天生和运转LLVM指令。比方，你写的一个iOSapp,它能够主动的运转在两个完整分歧的架构(Inter和ARM)上，LLVM会依据分歧的平台将IR码转换为对应的当地字节码。
LLVM的长处次要得益于它的三层式架构—第一层撑持多种言语作为输出(比方C,ObjectiveC,C++和Haskell)，第二层是一个共享式的优化器(对LLVMIR做优化处置)，第三层是很多分歧的方针平台(比方Intel,ARM和PowerPC)。在这三层式的架构中，假如你想要增加一门言语到LLVM中，那末能够把主要精神会合到第一层上，假如想要增添别的一个方针平台，那末你没需要过量的思索输出言语。在书TheArchitectureofOpenSourceApplications中LLVM的创立者(ChrisLattner)写了一章很棒的内容：关于LLVM架构。
在编译一个源文件时，编译器的处置历程分为几个阶段。要想检察编译hello.m源文件必要几个分歧的阶段，我们可让经由过程clang命令察看：
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%clang-ccc-print-phaseshello.m
0:input,"hello.m",objective-c
1:preprocessor,{0},objective-c-cpp-output
2:compiler,{1},assembler
3:assembler,{2},object
4:linker,{3},image
5:bind-arch,"x86_64",{4},image

本文我们将重点存眷第一阶段和第二阶段。在文章Mach-OExecutables中，Daniel会对第三阶段和第四阶段举行论述。
预处置

每当编源译文件的时分，编译器起首做的是一些预处置事情。好比预处置器会处置源文件中的宏界说，将代码中的宏用其对应界说的详细内容举行交换。
比方，假如在源文件中呈现下述代码：
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#import<Foundation/Foundation.h>

预处置器对这行代码的处置是用Foundation.h文件中的内容往交换这行代码，假如Foundation.h中也利用了相似的宏引进，则会依照一样的处置体例用各个宏对应的真正代码举行逐级替换。
这也就是为何人们主意头文件最好只管少的往引进其他的类或库，由于引进的工具越多，编译器必要做的处置就越多。比方，在头文件顶用：
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@classMyClass;

取代：
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#import"MyClass.h"

这么写是告知编译器MyClass是一个类，而且在.m完成文件中能够经由过程importMyClass.h的体例来利用它。
假定我们写了一个复杂的C程序hello.c:
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#include<stdio.h>
intmain(){
printf("helloworldn");
return0;
}

然后给下面的代码实行以下预处置命令，看看是甚么效果：
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clang-Ehello.c|less

接上去看看处置后的代码，一共是401行。假如将以下一行代码增加到下面代码的顶部：：
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#import<Foundation/Foundation.h>

再实行一下下面的预处置命令，处置后的文件代码行数暴增至89,839行。这个数字比某些操纵体系的总代码行数还要多。
幸亏，今朝的情形已改良很多了：引进了模块&ndash;modules功效，这使预处置变得加倍的初级。
自界说宏

我们来看看别的一种情况界说大概利用自界说宏，好比界说了以下宏：
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#defineMY_CONSTANT4

那末，但凡在此行宏界说感化域内，输出了MY_CONSTANT，在预处置过程当中MY_CONSTANT城市被交换成4。我们界说的宏也是能够照顾参数的，好比：
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#defineMY_MACRO(x)x

鉴于本文的内容所限，就不合错误壮大的预处置做更多、更周全的睁开会商了。可是仍是要夸大一点，倡议人人不要在必要预处置的代码中到场内联代码逻辑。
比方，上面这段代码，如许用没甚么成绩：
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#defineMAX(a,b)a>b?a:b
intmain(){
printf("largest:%dn",MAX(10,100));
return0;
}

可是假如换成这么写：
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#defineMAX(a,b)a>b?a:b
intmain(){
inti=200;
printf("largest:%dn",MAX(i++,100));
printf("i:%dn",i);
return0;
}

用clang的max.c编译一下，了局是：
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largest:201
i:202

用clang-Emax.c举行宏睁开的预处置了局是以下所示：
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intmain(){
inti=200;
printf("largest:%dn",i++>100?i++:100);
printf("i:%dn",i);
return0;
}

本例是典范的宏利用不妥，并且一般这类成绩十分潜伏且难以debug。针对本例这类情形，最好利用staticinline:
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#include<stdio.h>
staticconstintMyConstant=200;
staticinlineintmax(intl,intr){
returnl>r?l:r;
}
intmain(){
inti=MyConstant;
printf("largest:%dn",max(i++,100));
printf("i:%dn",i);
return0;
}

如许悔改以后，就能够输入一般的了局(i:201)。由于这里界说的代码是内联的(inlined)，以是它的效力和宏变量差未几，可是牢靠性比宏界说要好很多。再者，还能够设置断点、范例反省和制止非常举动。
基础上，宏的最好利用场景是日记输入，可使用__FILE__和__LINE__和assert宏。
词法剖析标志

预处置完成今后，每个.m源文件里都有一堆的声明和界说。这些代码文本城市从string转化成特别的标志流。
比方，上面是一段复杂的Objective-Chelloword程序：
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intmain(){
NSLog(@"hello,%@",@"world");
return0;
}

使用clang命令clang-Xclang-dump-tokenshello.m来将下面代码的标志流导出：
<p>1
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intint[StartOfLine]Loc=<hello.m:4:1>
identifiermain[LeadingSpace]Loc=<hello.m:4:5>
l_paren(Loc=<hello.m:4:9>
r_paren)Loc=<hello.m:4:10>
l_brace{[LeadingSpace]Loc=<hello.m:4:12>
identifierNSLog[StartOfLine][LeadingSpace]Loc=<hello.m:5:3>
l_paren(Loc=<hello.m:5:8>
at@Loc=<hello.m:5:9>
<p>

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