iOS探索 isa面试题分析
欢迎阅读iOS探索系列（按序阅读食用效果更加）c++
写在前面
本文涉及的面试题以下：面试
isKindOfClass和isMemberOfClass的区别[self class]和[super class]的区别- isa综合运用——内存偏移
1、isKindOfClass 和 isMemberOfClass
这是一道涉及isa走位图的面试题，大胆猜想下结果bash
#import <Foundation/Foundation.h>
#import "FXPerson.h"
#import <objc/runtime.h>
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
BOOL re1 = [(id)[NSObject class] isKindOfClass:[NSObject class]];//1
BOOL re2 = [(id)[NSObject class] isMemberOfClass:[NSObject class]];// 0
BOOL re3 = [(id)[FXPerson class] isKindOfClass:[FXPerson class]];//0
BOOL re4 = [(id)[FXPerson class] isMemberOfClass:[FXPerson class]];// 0
NSLog(@"\n re1 :%hhd\n re2 :%hhd\n re3 :%hhd\n re4 :%hhd\n",re1,re2,re3,re4);
BOOL re5 = [(id)[NSObject alloc] isKindOfClass:[NSObject class]];//1
BOOL re6 = [(id)[NSObject alloc] isMemberOfClass:[NSObject class]];// 1
BOOL re7 = [(id)[FXPerson alloc] isKindOfClass:[FXPerson class]];//1
BOOL re8 = [(id)[FXPerson alloc] isMemberOfClass:[FXPerson class]];// 1
NSLog(@"\n re5 :%hhd\n re6 :%hhd\n re7 :%hhd\n re8 :%hhd\n",re5,re6,re7,re8);
}
return 0;
}
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这里先不揭晓答案，先来探索一下isKindOfClass和isMemberOfClass的实现函数
+ (BOOL)isKindOfClass:(Class)cls {
for (Class tcls = object_getClass((id)self); tcls; tcls = tcls->superclass) {
if (tcls == cls) return YES;
}
return NO;
}
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- 这是一个相似于
for (int i = 0; i < 3; i ++)的for循环object_getClass获得当前类对象的类——元类，初始化tcls- 只要
tcls有值就能够继续循环，即当tcls为nil时结束for循环 - 取得
tcls的父类，做为它的新值，继续下一次循环
- 当for循环中有一次
tcls == cls，返回YES - 结束for循环时还没知足条件就返回
NO
结论一：+isKindOfClass是元类及其父类 vs 类post
+ (BOOL)isMemberOfClass:(Class)cls {
return object_getClass((id)self) == cls;
}
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object_getClass获得当前类对象的类——元类，和类自己cls进行比较- 相较于
+isKindOfClass少了父类的比较，所以+isMemberOfClass为YES时能够获得+isKindOfClass为YES
结论二：+isMemberOfClass是元类 vs 类ui
isa走位图（实线为父类走向）能够得出前面四个打印结果：
NSObject元类与NSObject类不相等，NSObject元类的父类（指向NSObject类）与NSObject类相等——YESNSObject元类与NSObject类不相等——NOFXPerson元类与FXPerson类不相等，FXPerson元类的父类与FXPerson类不相等——NOFXPerson元类与FXPerson类不相等——NO
换成实例对象调用-isKindOfClass和-isMemberOfClassatom
- (BOOL)isKindOfClass:(Class)cls {
for (Class tcls = [self class]; tcls; tcls = tcls->superclass) {
if (tcls == cls) return YES;
}
return NO;
}
- (BOOL)isMemberOfClass:(Class)cls {
return [self class] == cls;
}
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同理可得：-isMemberOfClass是拿实例对象的类（即当前类）和cls做比较，-isKindOfClass多了一步for循环类对象的父类spa
结论三：-isKindOfClass是类自己及其父类 vs 类设计
结论四：-isMemberOfClass是类自己 vs 类3d
后面四个结果分析以下：
NSObject类与NSObject类相等——YESNSObject类与NSObject类相等——YESFXPerson类与FXPerson类相等——YESFXPerson类与FXPerson类相等——YES
2、[self class] 和 [super class]
FXSon继承于FXFather，主程序初始化FXSon，求问打印内容以及思路
#import "FXSon.h"
@implementation FXSon
- (instancetype)init {
self = [super init];
if (self) {
NSLog(@"[self class] = %@", NSStringFromClass([self class]));
NSLog(@"[super class] = %@", NSStringFromClass([super class]));
NSLog(@"[self superclass] = %@", NSStringFromClass([self superclass]));
NSLog(@"[super superclass] = %@", NSStringFromClass([super superclass]));
}
return self;
}
@end
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打印结果以下
[self class]点进去来到
NSObject.mm文件查看源码
class方法返回类superclass方法返回类的父类
+ (Class)class {
return self;
}
- (Class)class {
return object_getClass(self);
}
+ (Class)superclass {
return self->superclass;
}
- (Class)superclass {
return [self class]->superclass;
}
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从这段代码能解释[self class]和[self superclass]，可是另外两个又怎么解释呢？
终端clang编译代码获得super.cpp，就能看到初始化的底层代码了
clang -rewrite-objc FXSon.m -o super.cpp
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objc_msgSend，那
objc_msgSendSuper也是发送消息吗？
查看源码中对objc_msgSendSuper的定义，注释中提示了objc_super
objc_msgSendSuper(void /* struct objc_super *super, SEL op, ... */ )
OBJC_AVAILABLE(10.0, 2.0, 9.0, 1.0, 2.0);
/// Specifies the superclass of an instance.
struct objc_msgSendSuper {
/// Specifies an instance of a class.
__unsafe_unretained _Nonnull id receiver;
/// Specifies the particular superclass of the instance to message.
#if !defined(__cplusplus) && !__OBJC2__
/* For compatibility with old objc-runtime.h header */
__unsafe_unretained _Nonnull Class class;
#else
__unsafe_unretained _Nonnull Class super_class;
#endif
/* super_class is the first class to search */
};
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从以上源码得出，使用objc_msgSendSuper向objc_super发送消息，而objc_super在objc2.0下有两个元素——id类型的receiver和Class类型的super_class
其实早在iOS探索 方法的本质和消息查找流程中就提过这个方法，而后笔者进行了仿写
记得导入<objc/message.h>，报错Too many arguments就去修改编译期配置
[super class]同样的结果了
那苹果为何要这么设计呢？把消息查找和isa走位图联系起来就明白了！
son实例对象的
实例方法存在
FXSon类中
- 调用
[self class]就是son照着FXSon->FXFather->NSObject顺序问老爸要-class方法 - 调用
[super class]就是son跳过FXSon，直接经过FXFather->NSObject查找 - 还有比
[super class]更快找到class方法的写法- 结构体中
[self class]改成[super class]，直接找到NSObjct
- 结构体中
补充： 当结构体中[self class]改成[FXFather class]时，由于类方法存在元类中，会按FXFather元类->NSObject元类->NSObject根元类找+class方法，最后也是会输出FXSon
结论：
[self class]就是发送消息objc_msgSend，消息接收者是self，方法编号是class[super class]就是发送消息objc_msgSendSuper，消息接收者是self，方法编号是class，只不过objc_msgSendSuper会跳过self的查找
3、内存偏移
这是一道比较经典的“丧心病狂”的内存偏移面试题，若是你没有研究过，大几率很难答上来
1.原始题
程序可否运行吗？是否正常输出？
#import "ViewController.h"
@interface FXPerson : NSObject
@property (nonatomic, copy) NSString *name;
@end
@implementation FXPerson
- (void)printMyProperty {
NSLog(@"当前打印内容为%s", __func__);
}
@end
//——————————————————————————————————————//
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
id cls = [FXPerson class];
void *obj= &cls;
[(__bridge id)obj printMyProperty];
FXPerson *p = [FXPerson new];
[p printMyProperty];
}
@end
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运行结果与普通初始化对象如出一辙，可面试的时候不可能只说能或不能，还要说出个因此然来
正常初始化：指针p->实例对象isa->类对象
- 对象的本质为
objc_object，第一个元素为isa 指针p存储着FXPerson类实例出来的对象内存地址，因此指针p指向对象的首地址——p->实例对象isa实例对象的isa指向类对象——实例对象isa->类对象
骚操做：指针obj->指针cls->类对象
id cls = [LGPerson class]获取到类对象指针void *obj= &cls获取到指向该类对象cls的对象obj
2.拓展一
修改打印方法printMyProperty——不但打印方法，同时打印属性name
- (void)printMyProperty {
NSLog(@"当前打印内容为%s——————%@", __func__, self.name);
}
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从新运行代码，获得结果以下
当前打印内容为-[FXPerson printMyProperty]——————<ViewController: 0x7fc72cd09450>
当前打印内容为-[FXPerson printMyProperty]——————(null)
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为何属性name尚未赋值，却打印出了ViewController的内存地址？
- 因为栈
先入后出，viewDidLoad入栈先拉伸栈空间，而后依次放入self、_cmd局部变量 - 调用
[super viewDidLoad]，继续放入super_class、self - 正常状况下获取name，本质是p的内存地址往下偏移8字节
- 一样的骚操做也是obj的内存地址往下偏移8字节获得
self
3.拓展二
修改viewDidLoad——在obj前面加个临时字符串变量
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
NSString *temp = @"1";
id cls = [FXPerson class];
void *obj= &cls;
[(__bridge id)obj printMyProperty];
FXPerson *p = [FXPerson alloc];
[p printMyProperty];
}
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从新运行代码，获得结果以下
当前打印内容为-[FXPerson printMyProperty]——————1
当前打印内容为-[FXPerson printMyProperty]——————(null)
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一样道理，在obj入栈前已经有了temp变量，此时访问self.name就会访问到temp
4.拓展三
去掉临时变量，FXPerson类新增字符串属性hobby，打印方法改成打印hobby，运行
ViewController就是
obj偏移16字节拿到的
super_class（[super viewDidLoad]压栈进去的）
5.拓展四
①去掉[super viewDidLoad]，运行
②临时变量改为NSInteger类型
这两种状况就是野指针——指针偏移的offset不正确，获取不到对应变量的首地址
6.万变不离其宗的理论
int a = 1;
int b = 2;
int c = 3;
int d = 4;
NSLog(@"\na = %p\nb = %p\nc = %p\nd = %p\n",&a,&b,&c,&d);
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打印结果
a = 0x7ffee0ebd1bc
b = 0x7ffee0ebd1b8
c = 0x7ffee0ebd1b4
d = 0x7ffee0ebd1b0
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局部变量的存放顺序，是根据定义的前后顺序，从函数栈底（高地址）开始，一个一个排列
关于这题还没搞明白的能够看下Runtime笔记（八）—— 面试题中的Runtime里面的图很形象
写在后面
面试题是面试官用知识点变着法玩你的一种手段，同时也能表现出你掌握知识的熟练度。只有在平时多练习多研究，才能在面试的时候给面试官留下一个好的印象
- 1. iOS探索 runtime面试题分析
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