Objective-Cのselfを使った15の驚きの方法

はじめに

Objective-Cのプログラミング言語は、iOSアプリケーションやMacアプリケーションの開発で多く使用されてきました。

Objective-Cには多くのキーワードが存在しますが、中でも「self」は非常に重要なキーワードとして知られています。

この記事では、初心者から上級者まで、selfキーワードの効果的な使い方や注意点、カスタマイズ方法を徹底解説します。

selfキーワードを効果的に活用することで、より洗練されたコードを書くことができるようになります。

Objective-Cのselfキーワードを使ったプログラムのイメージとしては、インスタンス自身を参照する際や、特定のメソッドやプロパティにアクセスする際に非常に便利なキーワードとなります。

そして、このselfキーワードを適切に使用することで、コードの可読性や保守性を向上させることができます。

Objective-Cのselfキーワードについて、どのような場面でどのように活用することができるのか、また、どのような注意点やカスタマイズ方法があるのかを、この記事を通して学んでいきましょう。

●Objective-Cのselfとは

Objective-Cにおける「self」は、インスタンス自身を参照するためのキーワードです。

オブジェクト指向プログラミング言語の多くに存在する概念で、JavaやPython、Swiftなどの言語でも同様の役割を持つキーワードが存在します。

Objective-Cにおいては、「self」を使用することで、インスタンスメソッド内でインスタンス変数や他のインスタンスメソッドにアクセスする際に役立ちます。

例えば、あるクラス内で定義されたインスタンス変数やメソッドにアクセスする場面では、selfキーワードを使用することで、クラス内の他のメソッドや変数との区別を明確にすることができます。

このような特性を持つselfキーワードは、コードの可読性を向上させるだけでなく、意図しない変数やメソッドの参照を防ぐための重要な役割も果たします。

○selfキーワードの基本

selfキーワードは、インスタンスメソッド内でのみ有効です。

これは、インスタンスメソッドが特定のインスタンスに関連付けられて実行されるため、そのインスタンスを指すselfキーワードが有効となるからです。

クラスメソッド内でselfを使用する場合、それはクラス自体を指します。

selfキーワードを使うことで、インスタンス変数やプロパティ、他のインスタンスメソッドにアクセスすることができます。

しかし、selfキーワードを使わずにインスタンス変数にアクセスすることも可能です。

しかし、selfを使用することで、インスタンス変数とローカル変数との区別が明確になり、コードの可読性が向上します。

また、プロパティにアクセスする際には、selfキーワードを使用することでゲッターやセッターのメソッドを明示的に呼び出すことができます。

これにより、プロパティの値を取得したり設定する際の動作をカスタマイズすることが容易になります。

●selfの使い方

Objective-Cにおいて、selfは非常に基本的かつ重要なキーワードの一つです。

このキーワードの正確な使い方を理解することは、Objective-Cのプログラミングスキルを向上させるための鍵となります。

ここでは、selfの基本的な使い方をサンプルコードを交えて解説していきます。

○サンプルコード1：インスタンス変数へのアクセス

Objective-Cにおけるインスタンス変数へのアクセスは、主にselfキーワードを通して行われます。

下記のコードでは、Personクラス内のnameインスタンス変数にアクセスし、その値を変更しています。

@interface Person : NSObject {
    NSString *name;
}

- (void)setName:(NSString *)newName;

@end

@implementation Person

- (void)setName:(NSString *)newName {
    self->name = newName;  // selfを使用してインスタンス変数nameにアクセス
}

@end

このコードでは、setName:メソッドを使ってnameインスタンス変数に値をセットしています。

self->nameという記述は、現在のインスタンスのname変数にアクセスすることを表しています。

この例から、selfを使ってインスタンス変数にアクセスできることがわかります。

○サンプルコード2：メソッド内でのselfの使用

selfキーワードは、クラスのメソッド内で現在のインスタンス自体を参照するのにも使用されます。

これにより、他のメソッドやプロパティを呼び出すことができます。

下記のコードは、selfを使用してクラス内の別のメソッドを呼び出す例を表しています。

@interface Dog : NSObject

- (void)bark;
- (void)makeSound;

@end

@implementation Dog

- (void)bark {
    [self makeSound];  // selfを使用して同じインスタンスのmakeSoundメソッドを呼び出す
}

- (void)makeSound {
    NSLog(@"Woof!");
}

@end

このコードでは、barkメソッドが呼び出されると、selfを通じてmakeSoundメソッドが呼び出されます。

その結果、「Woof!」という文字列が出力されることとなります。

○サンプルコード3：初期化メソッド内でのselfの使用

初期化メソッドは、オブジェクトが生成される際に一番初めに呼び出されるメソッドです。

このメソッド内でのselfの使用は、インスタンス変数やプロパティの初期設定などに役立ちます。

下記のサンプルコードは、Personクラスの初期化メソッド内でselfを使用して名前と年齢を初期設定する例を表しています。

@interface Person : NSObject

@property (nonatomic, strong) NSString *name;
@property (nonatomic, assign) NSInteger age;

- (instancetype)initWithName:(NSString *)name age:(NSInteger)age;

@end

@implementation Person

- (instancetype)initWithName:(NSString *)name age:(NSInteger)age {
    self = [super init];
    if (self) {
        self.name = name;
        self.age = age;
    }
    return self;
}

@end

このコードでは、Personクラスの初期化メソッド内で、名前と年齢の情報を受け取り、selfを用いてインスタンス変数にそれぞれの値を設定しています。

この例では、initWithName:age:メソッドを通じてオブジェクトを初期化する際に、nameとageの情報をセットしています。

このようなコードを実行すると、Personクラスのオブジェクトが生成され、指定された名前と年齢の情報がそのオブジェクト内に保存されます。

○サンプルコード4：クラスメソッド内でのselfの利用

クラスメソッドは、インスタンスを生成しなくても利用できるメソッドです。

クラスメソッド内でselfを使用すると、そのクラス自体を指します。

ここでは、Personクラスにクラスメソッドを追加し、その中でselfを使用する例を表しています。

@interface Person : NSObject

+ (NSString *)className;

@end

@implementation Person

+ (NSString *)className {
    return NSStringFromClass(self);
}

@end

このコードでは、PersonクラスにclassNameというクラスメソッドを追加しています。

このメソッドはselfキーワードを使って、クラス名をNSStringとして返します。

この例では、selfはPersonクラス自体を指しており、NSStringFromClass関数を使用してクラス名を文字列として取得しています。

クラスメソッド内でこのように[self className]と呼び出すと、「Person」という文字列が返されます。

○サンプルコード5：ブロック内でのselfの使用

ブロックはObjective-Cでのクロージャの一種であり、ブロック内でselfを使用する際には注意が必要です。

循環参照のリスクがあるため、弱参照を使用するのが一般的です。

ここでは、ブロック内でselfを使用する例を表しています。

@interface MyClass : NSObject

@property (nonatomic, copy) void (^myBlock)(void);

- (void)setupBlock;

@end

@implementation MyClass

- (void)setupBlock {
    __weak typeof(self) weakSelf = self;
    self.myBlock = ^{
        [weakSelf doSomething];
    };
}

- (void)doSomething {
    NSLog(@"Doing something...");
}

@end

このコードでは、MyClassというクラスにmyBlockというブロックを持っています。

setupBlockメソッドでは、ブロック内でselfを使用する前に、weakSelfとして弱参照を取得しています。

ブロック内でweakSelfを使用することで、循環参照のリスクを回避しています。

このコードを実行すると、setupBlockメソッドを呼び出した後にmyBlockを実行すると、”Doing something…”というログが表示されます。

●selfの応用例

Objective-Cのselfキーワードは、初心者から上級者まで非常に便利なツールとして認識されています。

その使い方や基本的な機能を超えて、selfを使って行える応用的な実装について、下記のサンプルコードを通して詳しく解説します。

○サンプルコード6：デリゲートの実装におけるself

デリゲートはObjective-Cにおける重要なパターンの一つです。

クラス間のコミュニケーションを可能にするためのもので、一つのクラスが別のクラスの代わりに特定のアクションを行うことを許可します。

このコードでは、SampleDelegateプロトコルを定義し、そのプロトコルを準拠したクラスのインスタンスがデリゲートとして動作する様子を表しています。

この例では、SampleClassがSampleDelegateプロトコルに準拠しており、その中のdoSomethingメソッドを実装しています。

@protocol SampleDelegate <NSObject>
- (void)doSomething;
@end

@interface SampleClass : NSObject <SampleDelegate>
@end

@implementation SampleClass
- (void)doSomething {
    NSLog(@"デリゲートメソッドが実行されました。");
}
@end

@interface MainClass : NSObject
@property (nonatomic, weak) id<SampleDelegate> delegate;
- (void)executeDelegateMethod;
@end

@implementation MainClass
- (void)executeDelegateMethod {
    [self.delegate doSomething];
}
@end

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        SampleClass *sample = [[SampleClass alloc] init];
        MainClass *main = [[MainClass alloc] init];
        main.delegate = sample;
        [main executeDelegateMethod];
    }
    return 0;
}

このコードを実行すると、”デリゲートメソッドが実行されました。”というメッセージがログに表示されます。

これは、MainClassのexecuteDelegateMethodが実行され、その中でデリゲートメソッドのdoSomethingが呼び出された結果です。

○サンプルコード7：動的メソッドの解決にselfを使用

Objective-Cでは、メソッドが存在しない場合に動的にそのメソッドを解決する機能が提供されています。

この時、selfキーワードが役立ちます。

このコードでは、resolveInstanceMethod:メソッドを使用して、動的にメソッドを解決する方法を示しています。

この例では、dynamicMethodというメソッドが存在しない場合、動的にそのメソッドを生成して実行する機構を表しています。

#import <objc/runtime.h>

@interface SampleClass : NSObject
@end

@implementation SampleClass

void dynamicMethodIMP(id self, SEL _cmd) {
    NSLog(@"動的に解決されたメソッドが実行されました。");
}

+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {
    if (sel == @selector(dynamicMethod)) {
        class_addMethod([self class], sel, (IMP)dynamicMethodIMP, "v@:");
        return YES;
    }
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}

@end

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        SampleClass *sample = [[SampleClass alloc] init];
        [sample performSelector:@selector(dynamicMethod)];
    }
    return 0;
}

このコードを実行すると、”動的に解決されたメソッドが実行されました。”というメッセージがログに表示されます。

これは、dynamicMethodメソッドが存在しない場合、resolveInstanceMethod:メソッドが呼び出され、動的にそのメソッドを追加して実行した結果です。

○サンプルコード8：KVO (Key-Value Observing) でのselfの利用

Objective-Cでは、KVO (Key-Value Observing) という強力な仕組みがあり、オブジェクトのプロパティの変更を監視することができます。

特定のプロパティの値が変更されたときに通知を受け取ることができるので、データの変更を監視しやすくなります。

このとき、selfを用いて、自身のインスタンスで変更を監視することができます。

ここでは、KVOを利用して、nameというプロパティの変更を監視するサンプルコードを紹介します。

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Person : NSObject
@property (strong, nonatomic) NSString *name;
@end

@implementation Person
@end

int main() {
    @autoreleasepool {
        Person *person = [[Person alloc] init];
        [person addObserver:person forKeyPath:@"name" options:NSKeyValueObservingOptionNew context:nil];

        person.name = @"Taro";

        [person removeObserver:person forKeyPath:@"name"];
    }
    return 0;
}

- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary *)change context:(void *)context {
    if ([keyPath isEqualToString:@"name"]) {
        NSLog(@"名前が変わりました: %@", change[NSKeyValueChangeNewKey]);
    }
}

このコードでは、Personクラスのnameプロパティの変更を監視しています。

nameプロパティが変わった際に、observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:メソッドが呼び出されます。

この例では、nameプロパティに”Taro”という文字列が設定されると、”名前が変わりました: Taro”というメッセージがコンソールに表示されます。

○サンプルコード9：動的にプロパティを追加する際のselfの役割

Objective-Cでは、動的にプロパティを追加することも可能です。

これは、objc_setAssociatedObjectやobjc_getAssociatedObjectなどの関数を使用して実現します。

この際、selfを用いて、自身のインスタンスにプロパティを関連付けることができます。

ここでは、Personクラスに動的にageというプロパティを追加するサンプルコードを紹介します。

#import <Foundation/Foundation.h>
#import <objc/runtime.h>

@interface Person : NSObject
@end

@implementation Person

- (void)setAge:(NSNumber *)age {
    objc_setAssociatedObject(self, @selector(age), age, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}

- (NSNumber *)age {
    return objc_getAssociatedObject(self, @selector(age));
}

@end

int main() {
    @autoreleasepool {
        Person *person = [[Person alloc] init];
        person.age = @(25);
        NSLog(@"年齢: %@", person.age);
    }
    return 0;
}

このコードの実行により、”年齢: 25″というメッセージがコンソールに表示されます。

ここでは、動的にageプロパティをPersonクラスに追加し、25という値を設定しています。

○サンプルコード10：Objective-CとSwiftの連携時におけるself

Objective-CとSwiftは相互に連携することができます。

この際、Objective-Cのコード内でselfを用いると、Swift側でもそのインスタンスを参照することが可能になります。

ここでは、Objective-CのクラスをSwiftで使用するサンプルコードを紹介します。

// Person.h
#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Person : NSObject
- (void)sayHello;
@end

// Person.m
#import "Person.h"

@implementation Person

- (void)sayHello {
    NSLog(@"Hello from Objective-C!");
}

@end

// main.swift
import Foundation

let person = Person()
person.sayHello()

このコードを実行すると、”Hello from Objective-C!”というメッセージがコンソールに表示されます。

Objective-CのPersonクラスのインスタンスがSwift側でも正しく動作していることが確認できます。

●注意点と対処法

Objective-Cでのselfの使用には多くのメリットがありますが、その使用にはいくつかの注意点があります。

ここでは、selfの使用に関する主な注意点と、それに対する対処法を解説します。

○循環参照とselfの関係

selfを使ったコードは時々循環参照を引き起こす可能性があります。

特に、ブロック内でselfを使用するときには注意が必要です。

循環参照は、オブジェクトが互いに参照し合い、メモリが開放されなくなる現象です。

例えば、次のサンプルコードを考えてみましょう。

typedef void (^SimpleBlock)();

@interface MyClass : NSObject
@property (nonatomic, copy) SimpleBlock myBlock;
@end

@implementation MyClass

- (id)init {
    self = [super init];
    if (self) {
        self.myBlock = ^{
            [self someMethod];
        };
    }
    return self;
}

- (void)someMethod {
    NSLog(@"Called someMethod");
}

@end

このコードでは、MyClassがmyBlockを持っており、そのブロック内でselfを使ってメソッドを呼び出しています。

これによりMyClassのインスタンスとブロックが互いに強参照を持ち合い、循環参照が発生します。

実行結果は特に問題なく”Called someMethod”と出力されますが、メモリリークの原因となり得ます。

この問題を回避するためには、__weak修飾子を使用して弱参照を持つ変数をブロック内で使います。

__weak typeof(self) weakSelf = self;
self.myBlock = ^{
    [weakSelf someMethod];
};

上記のように修正することで、循環参照を回避できます。

○selfの使用を避ける場面

selfは便利なキーワードですが、場面によっては使用を避けた方が良い場合もあります。

特に下記のような場面での使用は避けると良いでしょう。

□クラスメソッド内

クラスメソッド内では、インスタンスに関連する処理ができないため、selfを使うとクラス自体を指すことになります。

この場合、明示的にクラス名を使う方が誤解を招かないでしょう。

□初期化メソッド以外のメソッドでのプロパティの初期化

プロパティの初期化は、初期化メソッドで行うべきです。

それ以外のメソッドでselfを使ってプロパティを初期化すると、読み手に混乱を与える可能性があります。

□デリゲートメソッド内

デリゲートメソッド内でselfを使うと、実際のデリゲートの役割とは異なる動作をする可能性があります。

この場合も、適切なオブジェクトや変数を明示的に使用することをおすすめします。

●カスタマイズ方法

Objective-Cにおける「self」の使用法をカスタマイズすることで、より柔軟かつ効率的なコードを書くことが可能です。

カスタムセルターとの組み合わせや、カスタムビューでのselfの拡張について、具体的なサンプルコードを交えて詳しく解説します。

○サンプルコード11：カスタムセルターとselfの組み合わせ

このコードでは、UITableViewのカスタムセルを作成し、その中でselfを利用してセルの内容をカスタマイズしています。

具体的には、セルのタイトルと詳細を設定する際にselfを使っています。

@interface CustomTableViewCell : UITableViewCell

@property (nonatomic, strong) UILabel *titleLabel;
@property (nonatomic, strong) UILabel *detailLabel;

@end

@implementation CustomTableViewCell

- (id)initWithStyle:(UITableViewCellStyle)style reuseIdentifier:(NSString *)reuseIdentifier {
    self = [super initWithStyle:style reuseIdentifier:reuseIdentifier];
    if (self) {
        self.titleLabel = [[UILabel alloc] initWithFrame:CGRectMake(10, 10, 200, 30)];
        self.detailLabel = [[UILabel alloc] initWithFrame:CGRectMake(10, 50, 300, 20)];
        [self.contentView addSubview:self.titleLabel];
        [self.contentView addSubview:self.detailLabel];
    }
    return self;
}

@end

この例では、カスタムセル「CustomTableViewCell」を作成し、その中にタイトルと詳細のラベルを配置しています。

セルを初期化する際に、selfを使ってラベルのインスタンスを作成し、contentViewに追加しています。

このコードを実装することで、UITableViewのセルを独自のデザインにカスタマイズすることができます。

○サンプルコード12：カスタムビューでのselfの拡張

このコードでは、カスタムビューを作成し、その中でselfを利用してビューの内容を拡張しています。

具体的には、ビューの背景色や形状などを設定する際にselfを使っています。

@interface CustomView : UIView

@end

@implementation CustomView

- (id)initWithFrame:(CGRect)frame {
    self = [super initWithFrame:frame];
    if (self) {
        self.backgroundColor = [UIColor blueColor];
        self.layer.cornerRadius = 10;
        self.layer.masksToBounds = YES;
    }
    return self;
}

@end

この例では、カスタムビュー「CustomView」を作成し、その中でselfを利用してビューの背景色を青色に設定し、角を丸くしています。

このコードを実装することで、通常のUIViewよりも独自のデザインや機能を持ったビューを作成することができます。

○サンプルコード13：selfとカテゴリの連携

Objective-Cには、カテゴリという機能があります。

カテゴリは、既存のクラスに新しいメソッドを追加することができる機能です。

これにより、元のクラスを変更することなく、新しい機能を追加することができます。

selfキーワードとカテゴリを組み合わせることで、さらに強力なプログラミングが可能となります。

このコードでは、NSStringクラスに新しいメソッドを追加する例を表しています。

この例では、文字列を逆順にするreverseStringという新しいメソッドを追加しています。

// NSStringのカテゴリを定義
@interface NSString (Reverse)
- (NSString *)reverseString;
@end

@implementation NSString (Reverse)
- (NSString *)reverseString {
    NSMutableString *reversedStr = [NSMutableString stringWithCapacity:[self length]];
    [self enumerateSubstringsInRange:NSMakeRange(0, [self length])
                             options:(NSStringEnumerationReverse | NSStringEnumerationByComposedCharacterSequences)
                          usingBlock:^(NSString *substring, NSRange substringRange, NSRange enclosingRange, BOOL *stop) {
                              [reversedStr appendString:substring];
                          }];
    return reversedStr;
}
@end

このコードを使用すると、任意のNSStringオブジェクトに対して、reverseStringメソッドを呼び出すことができます。

NSString *originalString = @"Objective-C";
NSString *reversed = [originalString reverseString];
NSLog(@"%@", reversed);

このコードを実行すると、”Objective-C”が”C-evitcejbO”という逆順の文字列に変換され、ログに出力されることになります。

○サンプルコード14：Runtimeとの連携でselfを強化

Objective-Cは、動的な言語であり、Runtimeというシステムを持っています。

これにより、実行時にクラスやメソッドの情報を取得したり、変更したりすることができます。

selfとRuntimeを連携させることで、さまざまな動的な操作が行えます。

このコードでは、NSObjectクラスにメソッドの一覧を取得するgetAllMethodsというメソッドを追加する例を表しています。

#import <objc/runtime.h>

@interface NSObject (RuntimeMethods)
- (NSArray *)getAllMethods;
@end

@implementation NSObject (RuntimeMethods)
- (NSArray *)getAllMethods {
    unsigned int methodCount = 0;
    Method *methods = class_copyMethodList([self class], &methodCount);
    NSMutableArray *result = [NSMutableArray arrayWithCapacity:methodCount];

    for (unsigned int i = 0; i < methodCount; i++) {
        [result addObject:NSStringFromSelector(method_getName(methods[i]))];
    }
    free(methods);
    return result.copy;
}
@end

このコードを使用すると、任意のNSObjectサブクラスのインスタンスに対して、getAllMethodsメソッドを呼び出すことで、そのクラスに定義されている全てのメソッドの一覧を取得することができます。

NSArray *methods = [[NSString new] getAllMethods];
NSLog(@"%@", methods);

このコードを実行すると、NSStringクラスに定義されているメソッドの一覧がログに出力されることになります。

○サンプルコード15：selfを活用したオブジェクトの複製

Objective-Cのオブジェクトには、copyメソッドが存在することが多いです。

これを使うことで、オブジェクトの複製を作成することができます。

しかし、全てのプロパティやインスタンス変数を複製したい場合は、少し工夫が必要です。

このコードでは、NSObjectのサブクラスのオブジェクトを複製するdeepCopyメソッドを追加する例を表しています。

この例では、全てのプロパティを複製して新しいオブジェクトを作成しています。

#import <objc/runtime.h>

@interface NSObject (DeepCopy)
- (id)deepCopy;
@end

@implementation NSObject (DeepCopy)
- (id)deepCopy {
    id copyObject = [[self class] new];
    unsigned int propertyCount;
    objc_property_t *properties = class_copyPropertyList([self class], &propertyCount);

    for (unsigned int i = 0; i < propertyCount; i++) {
        NSString *propertyName = [NSString stringWithUTF8String:property_getName(properties[i])];
        id value = [self valueForKey:propertyName];
        [copyObject setValue:value forKey:propertyName];
    }
    free(properties);
    return copyObject;
}
@end

このコードを使用すると、任意のNSObjectサブクラスのインスタンスに対して、deepCopyメソッドを呼び出すことで、そのオブジェクトの全てのプロパティを持った複製を作成することができます。

例として、次のようなカスタムクラスを考えます。

@interface CustomObject : NSObject
@property (nonatomic, strong) NSString *name;
@property (nonatomic, assign) NSInteger age;
@end

@implementation CustomObject
@end

このCustomObjectクラスのインスタンスを複製する場合は、次のようにdeepCopyメソッドを使用します。

CustomObject *original = [CustomObject new];
original.name = @"John";
original.age = 30;

CustomObject *copied = [original deepCopy];
NSLog(@"Original Name: %@, Age: %ld", original.name, (long)original.age);
NSLog(@"Copied Name: %@, Age: %ld", copied.name, (long)copied.age);

このコードを実行すると、複製されたオブジェクトが同じプロパティの値を持っていることが確認できます。

まとめ

Objective-Cにおいて、selfキーワードは極めて重要な役割を果たしています。

この記事を通して、その使い方や応用例、注意点、カスタマイズ方法を詳しく解説してきました。

selfは、インスタンス変数へのアクセスから、メソッド内での使用、初期化メソッドやクラスメソッド、ブロック内での使用といった多岐にわたる場面での利用が可能です。

特に、デリゲートの実装や動的メソッドの解決、KVOの利用といった応用例を通じて、selfの柔軟性と強力さを理解することができるでしょう。

しかし、その一方で、循環参照の問題や過度な使用を避ける場面も存在するため、注意が必要です。

また、カスタマイズ方法として、カスタムセルター、カスタムビューの拡張、カテゴリやRuntimeとの連携など、多岐にわたるテクニックを用いることで、selfの機能をより強化し、より効果的に使用することが可能です。

Objective-Cを学び、熟練していく中で、selfを効果的に活用することは必須と言えるでしょう。

この記事が、selfキーワードを最大限に活用するための一助となれば幸いです。

継続的な学びと実践を通じて、より高度なプログラミング技術を身につけてください。