iOS面试题与核心基础之分类和类拓展

知识点

分类（Category）

分类的底层结构

struct category_t {
    const char *name;
    classref_t cls;
    struct method_list_t *instanceMethods;//实例方法列表
    struct method_list_t *classMethods;// 类方法列表
    struct protocol_list_t *protocols;//协议列表
    struct property_list_t *instanceProperties;// 实例属性列表
    
    method_list_t *methodsForMeta(bool isMeta) {
        if (isMeda) return classMethods;
        else return instanceMethods;
    }
    
    property_list_t *propertiesForMeta(bool isMeta) {
        if (isMeta) return nil;
        else return instanceProperties;
    }
}

• 分类添加的方法可以『覆盖』原方法
• 同名分类方法，谁生效取决于编译顺序
• 名字相同的分类，编译报错

分类的加载处理过程

• 编译的时候所有分类都变成单独的结构体
• 程序开始运行时，通过Runtime加载某个类的所有Category数据
• 把所有Category的方法、属性、协议数据，合并到一个大数组中
  后面参与编译的Category数据，会在数组的前面
• 将合并后的分类数据（方法、属性、协议），插入到类原来数据的前面

类拓展（class extension）

注意：这里讨论的是Objective-C的类拓展(class extension), Swift的extension跟这个完全不同。

拓展的功能

• 声明私有属性
• 声明私有成员变量
• 声明私有方法（意义不大，也许能辅助阅读）

拓展的特点

• 编译时决定
• 只以声明的形式存在，多数情况下寄生于宿主的.m文件中
• 不能为系统类添加拓展

关联对象

默认情况下，因为分类底层结构的限制（没有常见对象编译后的结构体中用于存储实例变量的struct objc_ivar_list *ivars 数组），不能添加成员变量到分类中。但可以通过关联对象来间接实现

关联对象提供了以下API

/// 添加关联对象
void objc_setAssociatedObject(id object, const void * key,
                                id value, objc_AssociationPolicy policy)

/// 获得关联对象
id objc_getAssociatedObject(id object, const void * key)

/// 移除所有的关联对象
void objc_removeAssociatedObjects(id object)

原理

关联对象并不是存储在被关联对象本身内存中
关联对象存储在全局的统一的一个AssociationsManager中

实现关联对象技术的核心对象有

• AssociationsManager
• AssociationsHashMap
• ObjectAssociationMap
• ObjcAssociation

objc4源码解读：objc-references.mm

objc_AssociationPolicy

• OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN assign
• OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC strong, nonatomic
• OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC copy, nonaomic
• OBJC_ASSOCIATION_RETAIN strong atomic
• OBJC_ASSOCIATION_COPY copy atomic

key的常见用法

• 使用属性名作为key
• 使用get方法的@selecor作为key

---

面试题

1. 在开发中，你用分类做了哪些事情？

• 声明私有方法
• 分解体积庞大的类文件
• 将Framework的私有方法公开化

2. 分类和类拓展(class extension)的区别？
   分类

   • 运行时决定
   • 可以为系统类添加分类
     拓展
   • 编译后即合并，即编译时决定
   • 不能为系统类添加拓展

3. 分类中可以添加哪些内容？

• 实例方法
• 类方法
• 协议
• 属性（只有getter和setter，实例变量需要通过关联对象来实现）

4. 为什么分类不能添加实例变量？
   clang编译之后，每一个分类都生成一个结构体，结构体中有类方法，实例方法，协议和属性等数组，没有常见对象编译后的结构体中用于存储实例变量的struct objc_ivar_list *ivars 数组