iOS两道经典的面试题（二）

空白记忆
920 阅读6分钟

我们前面文章讲了App加载的有关内容，我将文章进行了总结。OC底层原理系列，OC底层系列讲了不少，这边文章就来说说比较经典的相关面试题。

[self class]和[super class]的区别

准备代码，预测结果

我们准备下代码

@implementation LGTeacher
- (instancetype)init{
    self = [super init];
    if (self) {
        NSLog(@"%@ - %@",[self class],[super class]);
    }
    return self;
}
@end

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        // insert code here...
        LGTeacher *teacher = [[LGTeacher alloc] init];;
        NSLog(@"%@",teacher);
    }
    return 0;
}

我们预测的答案应该是LGTeacher和NSObject（LGTeacher的父类是NSObject）。是这样吗？我们验证下 我们发现两个答案的都是LGTeacher，并没有我们想要的NSObject。这是为什么呢？

分析，答疑

上面都是调用class，调用class，我们看下class的实现

我们看到调用class结果就是如歌obj存在就拿到obj的isa，[self class]很好理解，因为self的isa就是LGTeacher。所以[self class]就是LGTeacher，[super class]中的super是什么？其实是关键字，来自寄存器底层的指令。

我们看下[super class]在C++下是什么样呢？我们用clang去看下，我们寻找一下init方法 我们看到NSLog打印的时候发送了两个消息，分别是

((Class (*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)self, sel_registerName("class"))

((Class (*)(__rw_objc_super *, SEL))(void *)objc_msgSendSuper)((__rw_objc_super){(id)self, (id)class_getSuperclass(objc_getClass("LGTeacher"))}, sel_registerName("class")))

他们相对应的就是[self class]和[super class]，我们看到他们区别在于[self class]发送消息用的是objc_msgSend，而[super class]发送消息用的是objc_msgSendSuper，那么objc_msgSendSuper方法实现是什么样的呢？

我们看到objc_super是个结构体类型，receiver是消息接受者，而super_class只是一个类型，我们再看[super class]在C++的代码，objc_msgSendSuper传入的第一个参数为(id)self，所以这个消息的接收者就是self，就是LGTeacher。补充：objc_super的class和super_calss是为了快速查找（是去类对象class中查找还是直接去super_class中查找）

我们验证下，我们在class方法内打断点，运行代码，看下进来的self是否都为LGTeacher 符合期望

总结

上面的问题我们知道

  • 1.super是个关键字
  • 2.[super class] -> (class)(id self , sel_cmd)其中self，cmd是隐藏参数
  • 3.self->isa 就是LGPerson类
  • 4.[self class]的消息接受者是self，[super class]的消息接收者也是self。

指针平移

在网上看过一道面试题，准备代码

// ViewController
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    Class cls = [LGPerson class];
    void  *kc = &cls;
    [(__bridge id)kc saySomething];
    LGPerson *person = [LGPerson alloc];
    [person saySomething];
}
@end

// LGPerson.h
@interface LGPerson : NSObject
@property (nonatomic, copy) NSString *lg_name;
@property (nonatomic, copy) NSString *lg_hobby;
- (void)saySomething;
@end
// LGPerson.m
@implementation LGPerson
- (void)saySomething { 
    NSLog(@"%s",__func__);
}
@end

问题回事代码运行会怎么样？我们看下代码，saySomething是对象方法，我们一般都是通过对象去调用的对象方法，而cls是类名，所以应该会报错。(__bridge id)是桥接，因为kc带*。

下面我们运行代码 我们发现没有报错，很正常的执行了方法，为什么能够调用成功？ 首先我们要明白方法的调用，我们创建LGPerson对象，对象结构中bits存有saySomething方法，创建person对象，它的isa指向了LGPerson对象，通过指针平移找到saySomething方法进行调用，如下图： 同理Class cls = [LGPerson class];创建类对象，void *kc = &cls的指向到LGPerson，就跟也去查找方法进行调用。

拓展

上面我们知道为什么[(__bridge id)kc saySomething]方法能够调用成功，下面我们进行扩展，对LGPerson类的saySomething方法进行扩展，改为下面样子

@implementation LGPerson
- (void)saySomething {
    NSLog(@"%s - %@",__func__, self.lg_name);
}
@end

我们打印一下self.lg_name，因为lg_name并没有赋值，猜测应该打印null。下面我们运行代码验证下： 看到上面方法打印的结果是ViewController，这是什么原因呢？下面我们就解释一下

内存平移

我们知道person对象调用saySomething方法，self.lg_name是通过指针平移8字节得到的，如下图： 我们看对kc进行打印分析 我们对kc打印，发现奇怪的东西，kc是LGPerson类的对象，他的isa指针指向了cls，这个时候就好理解了吧！kc调用saySomething，跟对象调用一样，通过isa指针找到类，在类中找到方法调用，self.lg_name是首地址进行偏移8字节的到的值，我们偏移8字节就是0x0000000103dab670，我们进行打印，发现就是ViewController。我们发现kc虽然是LGPerson对象，但是内存里存的和我们常看到LGPerson对象不同。这是什么情况呢？

栈

我们知道方法执行的时候，都会将方法，对象入栈，我们知道参数会从前往后压入。我们下面看下结构体是怎样的一个压栈情况。看到下面方法

struct kc_struct{
    NSNumber *num1;
    NSNumber *num2;
} kc_struct;

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    struct lg_struct lgs = {@(10),@(20)};
    LGPerson *person = [LGPerson alloc];
    NSLog(@"%p",&person);
}

我们创建一个结构体kc_struct，然后在viewDidLoad进行初始化，我们在NSLog上打断点，看下入栈的顺序，运行代码在断点进行打印： 通过我们的打印可以知道结构体入栈是从低到高压入的。下面我们写如下代码：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    Class cls = [LGPerson class];
    void  *kc = &cls;  // 
    LGPerson *person = [LGPerson alloc];
    [(__bridge id)kc saySomething]; 
    [person saySomething];
}

我们先推测下栈内都有什么，我们知道每个方法都有2个隐藏参数self，_cmd。 所以调用viewDidLoad就会有self，cmd方法，紧接着调用[super viewDidLoad]就会有(id)class_getSuperclass(objc_getClass("ViewController"))和self（看上面super调用方法的c++代码），接着就会调用[LGPerson class]，这个时候就会有cls以及person对象。 下面我们写代码进行验证。准备如下代码：

  void *sp  = (void *)&self;
  void *end = (void *)&person;
  long count = (sp - end) / 0x8;

  for (long i = 0; i<count; i++) {
      void *address = sp - 0x8 * i;
      if ( i == 1) {
          NSLog(@"%p : %s",address, *(char **)address);
      }else{
          NSLog(@"%p : %@",address, *(void **)address);
      }
  }

这几句代码的意思：拿到self的地址作为首地址，拿到person的地址作为尾地址，因为地址是连续的，都是8字节。将首地址减去尾地址在除以8得到存了多少内容。然后开始遍历，将指针地址取出来，进行打印，因为第0个是self也就是ViewController，是字符串形式。这几句代码将所有入栈信息都打印出来

我们运行代码，看下打印结果，如下图 我们上面分析的是对的。而且连续。推测：kc是个特殊的Person，它的存储是入栈信息，它的isa指向创建的Person类cls

扩展

我们对LGPerson修改代码

@interface LGPerson : NSObject
@property (nonatomic, assign) int kc_name;
@property (nonatomic, copy) NSString *kc_hobby;
- (void)saySomething;
@end

然后运行，我们发现报错了，原是因为int是4字节，所以再平移4字节是是找不到内容的，所以会报错！

总结

这两道面试题，第一个将的self跟super调用class的区别，通过cpp的代码发现接收者都为self，super为关键字，只是super会让编译期直接去父类查找，节约时间。 第二题是内存平移，以及入栈的顺序问题，也看看到kc为特殊LGPerson，类似入栈顺序（我这部分没有弄清kc到底是什么东西，如果有人知道可以说一下）。

avatar
文章
阅读
粉丝