Obj-C 공식 문서 정리 - Categories와 Extensions

안녕하세요. 오늘은 Objective-C의 Categories와 Extensions에 대해 알아보겠습니다. 이 기능들은 기존 클래스의 기능을 확장하는 유용한 방법을 제공합니다.

📌 Categories와 Extensions 개요

Category는 기존 클래스에 메서드를 추가할 수 있게 해주는 기능입니다. 심지어 소스 코드가 없는 클래스에도 적용 가능합니다! Categories를 사용하면 서브클래싱 없이도 기존 클래스의 기능을 확장할 수 있으며, 자신의 클래스 구현을 여러 파일에 분산시킬 수도 있습니다.

Class Extensions(확장)은 Categories와 유사하지만, 주 클래스의 @interface 블록 외부에서 클래스에 필요한 추가 API를 선언할 수 있게 해줍니다.

Category: 기존 클래스에 새로운 메서드를 추가하는 Objective-C의 기능입니다.
Extension: 익명 카테고리와 유사하지만, 선언된 메서드는 반드시 해당 클래스의 메인 구현부에서 구현되어야 합니다.

📌 클래스에 메서드 추가하기

카테고리를 사용하면 기존 클래스에 새로운 메서드를 추가할 수 있습니다. 카테고리 이름 아래의 인터페이스 파일에 메서드를 선언하고, 동일한 이름의 구현 파일에서 정의하면 됩니다.

#import "ClassName.h"
 
@interface ClassName (CategoryName)
// 메서드 선언
@end

카테고리 이름은 이 메서드들이 다른 곳에서 선언된 클래스에 대한 추가임을 나타냅니다. 그러나 카테고리를 사용해 클래스에 인스턴스 변수를 추가할 수는 없습니다.

중요: 카테고리는 메서드만 추가할 수 있으며, 인스턴스 변수는 추가할 수 없습니다.

카테고리의 동작 방식

카테고리가 추가하는 메서드는 클래스 타입의 일부가 됩니다. 예를 들어, 카테고리에서 NSArray 클래스에 추가된 메서드는 컴파일러가 NSArray 인스턴스가 가지고 있을 것으로 예상하는 메서드 목록에 포함됩니다.

카테고리 메서드는 원래 클래스에 정의된 메서드와 동일하게 동작합니다. 런타임에는 차이가 없습니다. 카테고리가 클래스에 추가하는 메서드는 다른 메서드와 마찬가지로 해당 클래스의 모든 서브클래스에 상속됩니다.

// NSString+Utils.h
@interface NSString (Utils)
- (BOOL)isEmpty;
@end

// NSString+Utils.m
@implementation NSString (Utils)
- (BOOL)isEmpty {
    return self.length == 0;
}
@end

위 예제에서는 NSString 클래스에 isEmpty라는 새 메서드를 추가하는 카테고리를 만들었습니다.

카테고리와 인스턴스 변수 범위

카테고리는 클래스에 추가 인스턴스 변수를 선언할 수 없습니다. 그러나 클래스 범위 내의 모든 인스턴스 변수는 카테고리의 범위 내에도 있습니다. 여기에는 @private으로 선언된 변수를 포함하여 클래스가 선언한 모든 인스턴스 변수가 포함됩니다.

클래스에 추가할 수 있는 카테고리 수에는 제한이 없지만, 각 카테고리 이름은 달라야 하며, 각각 다른 메서드 세트를 선언하고 정의해야 합니다.

📌 Extensions(확장)

Class Extensions는 익명 카테고리와 유사하지만, 선언된 메서드는 반드시 해당 클래스의 메인 @implementation 블록에서 구현되어야 합니다. Clang/LLVM 2.0 컴파일러 이상을 사용하면 클래스 확장에서 프로퍼티와 인스턴스 변수도 선언할 수 있습니다.

@interface MyClass : NSObject
@property (retain, readonly) float value;
@end
 
// 비공개 확장, 일반적으로 메인 구현 파일에 숨겨져 있습니다.
@interface MyClass ()
@property (retain, readwrite) float value;
@end

클래스 확장의 특징: 카테고리와 달리 두 번째 @interface 블록의 괄호 안에 이름이 지정되지 않습니다.

확장의 일반적인 용도

클래스 확장의 일반적인 용도는 공개적으로 읽기 전용(readonly)으로 선언된 프로퍼티를 비공개적으로 읽기-쓰기(readwrite)로 재선언하는 것입니다. 이렇게 하면 클래스 외부에서는 값을 읽을 수만 있지만, 클래스 내부에서는 값을 변경할 수도 있습니다.

또한 클래스가 공개적으로 선언된 API를 가지고, 추가적으로 클래스나 클래스가 속한 프레임워크 내에서만 사용하기 위한 메서드를 비공개적으로 선언하는 것도 일반적입니다.

@interface MyClass : NSObject
- (float)value;
@end
 
 
@interface MyClass () {
    float value;
}
- (void)setValue:(float)newValue;
@end
 
@implementation MyClass
 
- (float)value {
    return value;
}
 
- (void)setValue:(float)newValue {
    value = newValue;
}
 
@end

이 예제에서 setValue: 메서드의 구현은 클래스의 메인 @implementation 블록 내에 나타나야 합니다. 그렇지 않으면 컴파일러는 setValue: 메서드의 정의를 찾을 수 없다는 경고를 발생시킵니다.

📌 카테고리와 확장의 실용적 사용 예

카테고리 사용 예

1. 기능 그룹화: 큰 클래스의 관련 메서드를 논리적 그룹으로 분할
    

   @interface UIView (Animation)
   // 애니메이션 관련 메서드
   @end
   
   @interface UIView (Layout)
   // 레이아웃 관련 메서드
   @end

2. 외부 프레임워크 확장: 외부 라이브러리나 프레임워크의 클래스에 유틸리티 메서드 추가
    

   @interface NSString (URLEncoding)
   - (NSString *)urlEncodedString;
   @end

3. 프로토콜 구현 분리: 프로토콜 구현을 별도의 파일로 분리
    

   @interface MyViewController (UITableViewDataSource) <UITableViewDataSource>
   // UITableViewDataSource 프로토콜 메서드
   @end

확장 사용 예

1. 비공개 메서드 정의: 클래스의 내부 구현에서만 사용되는 메서드 선언
    

   @interface MyClass ()
   - (void)privateHelperMethod;
   @end

2. 읽기 전용 프로퍼티의 비공개 수정:
    

   // 공개 인터페이스
   @interface Account : NSObject
   @property (nonatomic, readonly) double balance;
   @end
   
   // 비공개 확장
   @interface Account ()
   @property (nonatomic, readwrite) double balance;
   @end

마무리

Categories와 Extensions는 기존 클래스를 확장하고 코드를 더 모듈화하는 데 도움이 됩니다. 카테고리를 사용하면 서브클래싱 없이도 기존 클래스에 새로운 기능을 추가할 수 있으며, 확장은 클래스의 내부 구현을 더 깔끔하게 정리하는 데 유용합니다.