iOS 面试 - 哈希核心要点（必背版）
🎯 一、基础概念（必答）
1. 什么是哈希？
答案：
- 哈希 = 把任意数据转换成固定长度数字的机制
- 哈希值 = 数据的"编号"，用于快速定位
- 哈希表 = 用哈希值作为索引的数据结构
一句话总结： 哈希就是给数据一个编号，通过编号快速找到数据
🎯 二、iOS 中的哈希应用（必考）
1. NSDictionary（字典）
NSDictionary *dict = @{@"name": @"张三"};
dict[@"name"]; // 内部使用哈希表，O(1) 查找
要点：
- 使用哈希表存储 key-value
- 查找时间复杂度：O(1)
- key 的哈希值用于定位存储位置
2. NSSet（集合）
NSSet *set = [NSSet setWithObjects:@"A", @"B", @"A", nil];
// 自动去重，因为使用哈希表
要点：
- 使用哈希表去重
- 查找时间复杂度：O(1)
3. Runtime 方法缓存（最重要！）
[obj doSomething]; // 第一次：慢速查找 + 存入 cache
[obj doSomething]; // 第二次：哈希查找 cache，快速返回
要点：
- 每个类有
cache_t结构，存储 selector → IMP 映射 - 使用哈希表实现快速查找
- 缓存命中率通常 >90%
- 这是 iOS 底层最重要的哈希应用
🎯 三、Runtime 方法缓存详解（高频考点）
数据结构
// cache_t（简化）
struct cache_t {
bucket_t *_buckets; // 哈希桶数组
uint32_t _mask; // 容量 - 1
uint32_t _occupied; // 已占用数量
};
// bucket_t
struct bucket_t {
SEL _key; // selector（方法名）
IMP _imp; // 方法实现（函数指针）
};
查找流程
objc_msgSend(receiver, selector)
↓
1. 检查 receiver 是否为 nil
↓
2. 获取 receiver 的 isa → class
↓
3. 在 class 的 cache 中哈希查找
↓
4. 命中 → 直接调用 IMP（快速路径，90%+）
↓
5. 未命中 → 慢速查找（method_list）
为什么快？
- 哈希表查找：O(1) 时间复杂度
- 缓存命中率高：>90% 的方法调用走快速路径
- 汇编优化：
objc_msgSend用汇编实现
🎯 四、哈希冲突（必考）
什么是哈希冲突？
答案： 不同的数据计算出相同的哈希值
例子：
"张三" 的哈希值 = 12345
"李四" 的哈希值 = 12345 // 冲突了！
解决方法（必答）
1. 开放寻址法（Runtime 使用）
如果位置被占用，向后找下一个空位置
位置 45：已被占用
位置 46：空 ✅ 存储
2. 链地址法（NSDictionary 可能使用）
每个位置存储一个链表
位置 45：→ 数据1 → 数据2 → 数据3
🎯 五、对象的 hash 方法（常考）
默认实现
// 对象默认用内存地址作为哈希值
Person *p = [[Person alloc] init];
NSUInteger hash = [p hash]; // 返回内存地址
如何重写（面试可能要求手写）
- (NSUInteger)hash {
// 使用属性的哈希值组合
return [self.name hash] ^ [@(self.age) hash];
}
// 必须同时重写 isEqual
- (BOOL)isEqual:(id)object {
if (self == object) return YES;
if (![object isKindOfClass:[self class]]) return NO;
Person *other = (Person *)object;
return [self.name isEqualToString:other.name]
&& self.age == other.age;
}
要点：
hash和isEqual必须一起重写- 相等的对象必须有相同的哈希值
- 不同对象尽量有不同的哈希值
🎯 六、性能对比（必背）
| 操作 | 数组 | 哈希表 |
|---|---|---|
| 查找 | O(n) | O(1) |
| 插入 | O(1) | O(1) |
| 删除 | O(n) | O(1) |
例子：
// 数组查找：O(n) - 需要遍历
NSArray *arr = @[@"A", @"B", @"C", @"D", @"E"];
[arr indexOfObject:@"E"]; // 需要检查 5 个元素
// 哈希表查找：O(1) - 直接定位
NSDictionary *dict = @{@"A": @1, @"B": @2, @"C": @3, @"D": @4, @"E": @5};
dict[@"E"]; // 计算哈希值，直接定位
🎯 七、面试高频问题（标准答案）
Q1: 什么是哈希？哈希表是什么？
答案：
- 哈希：把数据转换成数字的机制
- 哈希表：用哈希值作为索引的数据结构
- 优势：查找速度快（O(1)）
Q2: iOS 中哪些地方用到了哈希？
答案：
- NSDictionary：key-value 存储
- NSSet：去重和快速查找
- Runtime 方法缓存：cache_t 存储 selector → IMP（最重要）
- 对象的 hash 方法：用于字典 key、集合元素
Q3: Runtime 的方法缓存为什么快？
答案：
- 使用哈希表存储最近调用的方法
- 查找时间复杂度 O(1)
- 缓存命中率通常 >90%
- 大部分方法调用走快速路径
Q4: 什么是哈希冲突？如何解决？
答案：
- 冲突：不同数据计算出相同哈希值
- 解决方法：
- 开放寻址法：向后找空位置（Runtime 使用）
- 链地址法：每个位置存链表（NSDictionary 可能使用）
Q5: 如何重写对象的 hash 方法？
答案：
- (NSUInteger)hash {
return [self.name hash] ^ [@(self.age) hash];
}
// 必须同时重写 isEqual 方法
Q6: 哈希表的查找时间复杂度是多少？
答案：
- 平均情况：O(1) - 直接定位
- 最坏情况：O(n) - 所有数据冲突，退化成链表
Q7: NSDictionary 的底层实现原理？
答案：
- 使用哈希表存储 key-value
- key 的哈希值用于定位存储位置
- 解决冲突可能使用链地址法
- 查找、插入、删除都是 O(1) 平均时间复杂度
🎯 八、记忆口诀（快速回忆）
核心概念
哈希 = 编号机制
哈希表 = 快速定位
查找 = O(1) 时间复杂度
iOS 应用
字典、集合、方法缓存
都用哈希表实现
Runtime 缓存
cache_t 存 selector → IMP
哈希查找，快速返回
命中率 >90%
哈希冲突
不同数据，相同哈希值
开放寻址 or 链地址
🎯 九、面试回答模板
模板1：什么是哈希？
哈希是把数据转换成数字的机制。
在 iOS 中，NSDictionary、NSSet 和 Runtime 方法缓存都使用哈希表。
哈希表的优势是查找速度快，时间复杂度是 O(1)。
模板2：Runtime 方法缓存
Runtime 的方法缓存使用哈希表存储 selector 到 IMP 的映射。
每次调用方法时，先在 cache 中哈希查找。
如果命中，直接调用 IMP，这是快速路径。
缓存命中率通常 >90%，所以方法调用很快。
模板3：哈希冲突
哈希冲突是指不同数据计算出相同哈希值。
解决方法有两种：
1. 开放寻址法：向后找空位置（Runtime 使用）
2. 链地址法：每个位置存链表（NSDictionary 可能使用）
🎯 十、必背清单（考前检查）
- 哈希 = 把数据转换成数字
- 哈希表查找 = O(1) 时间复杂度
- iOS 中：字典、集合、方法缓存都用哈希表
- Runtime 方法缓存使用 cache_t 结构
- 缓存命中率 >90%，大部分走快速路径
- 哈希冲突的两种解决方法
- 如何重写对象的 hash 方法
- hash 和 isEqual 必须一起重写
🎯 十一、加分项（高级回答）
1. 哈希函数的设计原则
- 分布均匀：不同输入产生不同哈希值
- 计算快速：O(1) 时间复杂度
- 确定性：相同输入总是产生相同哈希值
2. Runtime cache 的扩容机制
- 当占用率超过阈值时，扩容
- 重新哈希所有数据
- 容量通常是 2 的幂次
3. 哈希表的负载因子
- 负载因子 = 已占用数量 / 总容量
- 负载因子过高会导致冲突增多
- 通常保持在 0.75 左右
📝 总结（30秒快速回忆）
- 哈希 = 编号机制，用于快速定位
- iOS 应用 = 字典、集合、方法缓存
- Runtime 缓存 = cache_t，哈希查找，命中率 >90%
- 哈希冲突 = 开放寻址法 or 链地址法
- 性能 = O(1) 查找，比数组快
记住：面试时先说概念，再说 iOS 应用，最后说 Runtime 缓存！
