iOS 面试汇总 - OC语法

Objective-C的本质

• OC代码底层都是C\C++代码
• OC的面向对象都是基于C\C++的数据结构实现的
• OC是结构体

Objective-C对象的内存分配

1.NSObject对象：

• NSObject本质是一个只含有isa指针的结构体，一个isa指针所占内存大小为8个字节，但严格意义上来讲系统会分配16个字节，实际只使用了8个字节，所以也可以说NSObject的占用内存大小就是其isa指针所占内存大小。
• NSObject对象的地址也就是结构体的地址，也就是isa指针的地址

NSObject转成结构体的形式

2.子类对象：

• Student转成结构体如下图：在64位编译器下，一个isa指针为8个字节，由于内存对齐，系统会再分配8个字节，但int类型实际只占用4个字节，所以Student对象占用内存大小为16个字节。
• Student对象的地址也是结构体的地址，即首地址，isa指针的地址。

Student转成结构体的形式

3.验证方法：

• 通过Runtime运行时函数class_getInstanceSize([NSObject class])获取成员变量占用内存的大小。
• 通过导入头文件，调用malloc_size((__bridge void *)object)函数获取实际分配内存大小。
• 通过Runtime源码去查看allocWithZone的底层实现，会发现系统会分配不小于16个字节的内存。
• 通过Debug -> Debug Workflow -> View Memory 来查看类的内存地址分配情况。

allocWithZone的底层实现

Debug调试查看内存分配情况

Objective-C对象的分类

1.Objective-C对象，简称OC对象，主要分为三种：

• instance 对象（实例对象）
• class 对象（类对象）
• meta-class 对象（元类对象）

2.instance 对象：

• 通过[[NSObject alloc] init]创建出来的对象
• 不同的 instance 对象占据内存不同
• instance 对象在内存中的存储信息包括：isa指针、其他成员变量以及对应的值

3.class 对象：

• 通过[NSObject class]创建出来的对象
• 所有的 class 对象都是同一个对象，每个类在内存中有也只有一个 class 对象
• class 对象在内存中的存储信息包括：isa指针、superclass指针、类的属性信息（@property）、类的对象方法信息（instance method）、类的协议信息（protocol）、类的成员变量信息（ivar）

4.meta-class 对象：

• 通过object_getClass([NSObject class])创建处理的对象
• meta-class对象是NSObject的元类对象，每个类在内存中也只有一个元类对象
• meta-class对象和class对象的内存结构是一样的，但是用途不一样；
  在内存中的存储信息包括：isa指针、superclass指针、类的类方法信息（class method）
• 注意：meta-class对象的内存结构也包括属性信息，对象方法信息等，但一般这些信息都是空的，所以可以作为忽略；
  [[NSObject class] class]获取的还是类对象，不是元类对象
• 判断一个对象是否为元类对象，可以通过Runtime函数 class_isMetaClass([NSObject class])来判断

isa和superClass:

1. isa指针调用方法的过程：

• instance的isa指向class；
  当调用对象方法时，通过instance的isa找到class，最后找到对象方法的实现进行调用。
• class的isa指向meta-class；
  当调用类方法时，通过class的isa找到meta-class，最后找到类方法的实现进行调用。

isa指针调用方法的过程

2. superclass指针调用方法的过程：

• 当Student的instance对象要调用Person的对象方法时，会先通过isa找到Student的class，然后通过superclass找到Person的class，最后找到对象方法的实现进行调用。
• 当Student的class要调用Person的类方法时，会先通过isa找到Student的meta-class，然后通过superclass找到Person的meta-class，最后找到类方法的实现进行调用。

superclass指针调用对象方法的过程

superclass指针调用类方法的过程

3.总结：

• instance的isa指向class。
• class的isa指向meta-class。
• meta-class的isa指向基类的meta-class。
• class的superclass指向父类的class；
  如果没有父类，superclass指针为nil。
• meta-class的superclass指向父类的meta-class；
  基类的meta-class的superclass指向基类的class。
• instance调用对象方法的轨迹：
  isa找到class，方法不存在，就通过superclass找父类。
• class调用类方法的轨迹：
  isa找meta-class，方法不存在，就通过superclass找父类。

Class的本质：

• 从64bit开始，isa需要进行一次位运算，才能计算出真实地址：isa & ISA_MASK

ISA_MASK

• class、meta-class对象的本质结构都是struct objc_class

struct objc_class