面試題一：考察實(shí)例方法和類方法

#import <Foundation/Foundation.h>
#import <objc/runtime.h>

#ifdef DEBUG
#define LGLog(format, ...) printf("%s\n", [[NSString stringWithFormat:format, ## __VA_ARGS__] UTF8String]);
#else
#define LGLog(format, ...);
#endif

@interface LGPerson : NSObject
- (void)sayHello;
+ (void)sayHappy;
@end

@implementation LGPerson

- (void)sayHello{
    LGLog(@"LGPerson say : Hello!!!");
}
+ (void)sayHappy{
    LGLog(@"LGPerson say : Happy!!!");
}
@end

void lgInstanceMethod_classToMetaclass(Class pClass){
    
    const char *className = class_getName(pClass);
    Class metaClass = objc_getMetaClass(className);
    
    Method method1 = class_getInstanceMethod(pClass, @selector(sayHello)); // 1
    Method method2 = class_getInstanceMethod(metaClass, @selector(sayHello)); // 0

    Method method3 = class_getInstanceMethod(pClass, @selector(sayHappy)); // 0
    Method method4 = class_getInstanceMethod(metaClass, @selector(sayHappy));// 1
    
    LGLog(@"%s===%p-%p-%p-%p",__func__,method1,method2,method3,method4);
}

void lgClassMethod_classToMetaclass(Class pClass){
    
    const char *className = class_getName(pClass);
    Class metaClass = objc_getMetaClass(className);
    
    Method method1 = class_getClassMethod(pClass, @selector(sayHello));
    Method method2 = class_getClassMethod(metaClass, @selector(sayHello));

    Method method3 = class_getClassMethod(pClass, @selector(sayHappy));
    Method method4 = class_getClassMethod(metaClass, @selector(sayHappy));
    
    LGLog(@"%s===%p-%p-%p-%p",__func__,method1,method2,method3,method4);
}

void lgIMP_classToMetaclass(Class pClass){
    
    const char *className = class_getName(pClass);
    Class metaClass = objc_getMetaClass(className);

    IMP imp1 = class_getMethodImplementation(pClass, @selector(sayHello));
    IMP imp2 = class_getMethodImplementation(metaClass, @selector(sayHello));

    IMP imp3 = class_getMethodImplementation(pClass, @selector(sayHappy));
    IMP imp4 = class_getMethodImplementation(metaClass, @selector(sayHappy));

    LGLog(@"%p-%p-%p-%p",imp1,imp2,imp3,imp4);
    LGLog(@"%s",__func__);
}

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        LGPerson *person = [LGPerson alloc];
        Class pClass     = object_getClass(person);
        lgInstanceMethod_classToMetaclass(pClass);
        lgClassMethod_classToMetaclass(pClass);
        LGLog(@"Hello, World!");
    }
    return 0;
}

對(duì)于這道題首先一點(diǎn)我們要知道OC里面方法的存儲(chǔ)是跟isa的走位圖緊密相連的;

1、OC對(duì)象的實(shí)例方法存儲(chǔ)類對(duì)象
2、OC對(duì)象的類方法存儲(chǔ)在元類對(duì)象

isa流程圖.png

這的兩個(gè)方法為
- (void)sayHello: 實(shí)例方法
+ (void)sayHappy:類方法
為了不誤導(dǎo)大家我先直接打印答案看看

答案1

結(jié)合isa走位圖，根據(jù)答案分析，

1、在函數(shù)lgInstanceMethod_classToMetaclass(Class pClass)中
- Method method1 = class_getInstanceMethod(pClass, @selector(sayHello)); 能找到方法method1 ，符合預(yù)期
- Method method2 = class_getInstanceMethod(metaClass, @selector(sayHello)); 不能找到方法method2 ，符合預(yù)期
- Method method3 = class_getInstanceMethod(pClass, @selector(sayHappy));不能找到方法method3 ，符合預(yù)期
- Method method4 = class_getInstanceMethod(metaClass, @selector(sayHappy));能找到方法method4 符合預(yù)期
2、在函數(shù)lgClassMethod_classToMetaclass(Class pClass)中
- Method method1 = class_getClassMethod(pClass, @selector(sayHello)); 不能找到方法method1 ，符合預(yù)期
- Method method2 = class_getClassMethod(metaClass, @selector(sayHello)); 不能找到方法method2 ，符合預(yù)期
- Method method3 = class_getClassMethod(pClass, @selector(sayHappy));能找到方法method3 , 符合預(yù)期
- Method method4 = class_getClassMethod(metaClass, @selector(sayHappy));在這里我需要先指出正確答案: 能找到方法；奇了怪，但是按照我們 isa的走位分析，這里應(yīng)該去元類的元類(根元類)里面找sayHappy了啊，應(yīng)該找不到啊，我們不妨看看class_getClassMethod源碼

//objc-class.mm
Method class_getClassMethod(Class cls, SEL sel)
{
    if (!cls  ||  !sel) return nil;

    return class_getInstanceMethod(cls->getMeta(), sel);
}
//.....
//objc_rumtime-new.h
// NOT identical to this->ISA when this is a metaclass
    Class getMeta() {
        if (isMetaClass()) return (Class)this;
        else return this->ISA();
    }

我們可以清晰的看到class_getClassMethod方法其實(shí)實(shí)質(zhì)上是調(diào)用的class_getInstanceMethod,并且是找Class的元類;而元類的搜索邏輯是：如果當(dāng)前類已經(jīng)是元類,則返回當(dāng)前類。這就很好解釋了為什么在元類里面找類方法能找到了。

3、在函數(shù)lgIMP_classToMetaclass(Class pClass)中
- IMP imp1 = class_getMethodImplementation(pClass, @selector(sayHello)); 能找到方法的實(shí)現(xiàn)imp1 ，符合預(yù)期
- IMP imp2 = class_getMethodImplementation(metaClass, @selector(sayHello)); 居然找到的方法的實(shí)現(xiàn)，我們前面都在函數(shù)lgInstanceMethod_classToMetaclass中分析打印了Method method1 = class_getInstanceMethod(pClass, @selector(sayHello));的結(jié)果：不能找到方法?，F(xiàn)在怎么找到了這里方法的實(shí)現(xiàn)imp2呢？我們看看class_getMethodImplementation源碼

//objc_class.mm 文件
IMP class_getMethodImplementation(Class cls, SEL sel)
{
    IMP imp;

    if (!cls  ||  !sel) return nil;

    imp = lookUpImpOrNil(nil, sel, cls, LOOKUP_INITIALIZE | LOOKUP_RESOLVER);

    // Translate forwarding function to C-callable external version
    if (!imp) {
        return _objc_msgForward;
    }

    return imp;
}
// ...
// message.h 文件
OBJC_EXPORT void
_objc_msgForward(void /* id receiver, SEL sel, ... */ ) 
    OBJC_AVAILABLE(10.0, 2.0, 9.0, 1.0, 2.0);
// ...
//objc-msg-arm.s 文件
    STATIC_ENTRY __objc_msgForward_impcache
    // Method cache version

    // THIS IS NOT A CALLABLE C FUNCTION
    // Out-of-band Z is 0 (EQ) for normal, 1 (NE) for stret

    beq __objc_msgForward
    b   __objc_msgForward_stret
    
    END_ENTRY __objc_msgForward_impcache
    

    ENTRY __objc_msgForward
    // Non-stret version

在這里我們可以很清晰的看見:***當(dāng)lookUpImpOrNil找不到方法實(shí)現(xiàn)的時(shí)候,直接返回_objc_msgForward的函數(shù)指針,而這個(gè)·_objc_msgForward`的實(shí)現(xiàn)是在匯編里面的,所以必定存在；

IMP imp3 = class_getMethodImplementation(pClass, @selector(sayHappy));，根據(jù)前面的分析，能找到方法imp3, 應(yīng)該為_objc_msgForward的實(shí)現(xiàn)
IMP imp4 = class_getMethodImplementation(metaClass, @selector(sayHappy));能找到方法實(shí)現(xiàn)imp4;

面試題二：考察iskindof，isMemberof理解

#import <Foundation/Foundation.h>
#import <objc/runtime.h>

@interface LGPerson : NSObject
@end

@implementation LGPerson
@end

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        BOOL re1 = [(id)[NSObject class] isKindOfClass:[NSObject class]];       //
        BOOL re2 = [(id)[NSObject class] isMemberOfClass:[NSObject class]];     //
        BOOL re3 = [(id)[LGPerson class] isKindOfClass:[LGPerson class]];       //
        BOOL re4 = [(id)[LGPerson class] isMemberOfClass:[LGPerson class]];     //
        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]];       //
        BOOL re6 = [(id)[NSObject alloc] isMemberOfClass:[NSObject class]];     //
        BOOL re7 = [(id)[LGPerson alloc] isKindOfClass:[LGPerson class]];       //
        BOOL re8 = [(id)[LGPerson alloc] isMemberOfClass:[LGPerson class]];     //
        NSLog(@"\n re5 :%hhd\n re6 :%hhd\n re7 :%hhd\n re8 :%hhd\n",re5,re6,re7,re8);
   
    }
    return 0;
}

首先我們來看看結(jié)果

答案2

首先我們需要對(duì)isKindOfClass和isMemberOfClass這兩個(gè)方法有所了解
我們先來看看因?yàn)榻忉?p>

- (BOOL)isKindOfClass:(Class)aClass;
Returns a Boolean value that indicates whether the receiver is an instance of given class or an instance of any class that inherits from that class.

大意: 判斷當(dāng)前接收者(這里可以理解為調(diào)用者)是否是給出類(這里可以理解為傳入的aClass參數(shù))或者其子類的實(shí)例。
- (BOOL)isMemberOfClass:(Class)aClass;
Returns a Boolean value that indicates whether the receiver is an instance of a given class.
大意：判斷當(dāng)前接收者是否是給出類的實(shí)例。

對(duì)于類方法

【1】、[(id)[NSObject class] isKindOfClass:[NSObject class]]; 我們知道[NSObject class]會(huì)調(diào)用類方法+class;我們查看源碼得知

- (Class)class {
    return object_getClass(self);
}
+ (Class)class {
    return self;
}

返回的是當(dāng)前類自己

Note:其實(shí)在真正運(yùn)行的時(shí)候,llvm針對(duì)id類型會(huì)做一層處理調(diào)用的真正的實(shí)現(xiàn)函數(shù)是如下邏輯，當(dāng)發(fā)現(xiàn)cls->hasCustomCore()為false時(shí),直接返回當(dāng)前obj或者obj->isa指向的Class

// 源碼文件NSObject.mm文件中可以找到
  // Calls [obj class]
Class
objc_opt_class(id obj)
{
#if __OBJC2__
    if (slowpath(!obj)) return nil;
    Class cls = obj->getIsa();
    if (fastpath(!cls->hasCustomCore())) {
        return cls->isMetaClass() ? obj : cls;
    }
#endif
    return ((Class(*)(id, SEL))objc_msgSend)(obj, @selector(class));
}

所以當(dāng)我們調(diào)用實(shí)例方法或類方法 class時(shí)返回的都是當(dāng)前的類對(duì)象;

接下到我們的isKindof這個(gè)實(shí)例方法;為什么是實(shí)例方法呢？因?yàn)槲覀儗⑺鼜?qiáng)轉(zhuǎn)成了id類型,所以我們看看源碼

- (BOOL)isKindOfClass:(Class)cls {
    for (Class tcls = [self class]; tcls; tcls = tcls->superclass) {
        if (tcls == cls) return YES;
    }
    return NO;
}

Note:
1、我們?cè)谠创a文件NSObject.mm發(fā)現(xiàn)了+isKindOfClass的類方法，這個(gè)NSObject類方法是存貯在根元類里面的, 在我們面試題中，其本質(zhì)是Class類型，只是強(qiáng)轉(zhuǎn)成了id類型，當(dāng)調(diào)用isKindOfClass方法時(shí),其實(shí)是會(huì)去Class指向的元類里面查找方法，即會(huì)調(diào)用+isKindOfClass；不過在正式環(huán)境中我們是看不到這個(gè)類方法的，僅能看到實(shí)例方法。
2、注意重點(diǎn):其實(shí)這個(gè)方法也是忽悠人的，經(jīng)過查看llvm源碼發(fā)現(xiàn)iskindOfclass經(jīng)過了優(yōu)化處理，其真實(shí)會(huì)調(diào)用的方法是

// 源碼文件NSObject.mm文件中可以找到
// Calls [obj isKindOfClass]
BOOL
objc_opt_isKindOfClass(id obj, Class otherClass)
{
#if __OBJC2__
    if (slowpath(!obj)) return NO;
    Class cls = obj->getIsa();
    if (fastpath(!cls->hasCustomCore())) {
        for (Class tcls = cls; tcls; tcls = tcls->superclass) {
            if (tcls == otherClass) return YES;
        }
        return NO;
    }
#endif
    return ((BOOL(*)(id, SEL, Class))objc_msgSend)(obj, @selector(isKindOfClass:), otherClass);
}

很顯然當(dāng)?shù)谝粊淼臅r(shí)候obj是NSObject的類對(duì)象,cls和tcls是根元類,很明顯當(dāng)前是tcls == otherClass不成立，當(dāng)我們第二次來的時(shí)候tcls去取他的父類賦值到tcls，根據(jù)isa走位圖,我們知道根元類的父類是NSObject的類對(duì)象;所以此時(shí)tcls == otherClass 成立返回為true。

【2】、[(id)[NSObject class] isMemberOfClass:[NSObject class]];對(duì)于isMemberOf這個(gè)方法源碼去看看;

- (BOOL)isMemberOfClass:(Class)cls {
    return [self class] == cls;
}

這里就相當(dāng)簡單了：直接判斷當(dāng)前的實(shí)例的類對(duì)象是否等于傳入的cls。
當(dāng)我們調(diào)用isMemberOfClass方法時(shí)，self就是[NSObject class]經(jīng)過強(qiáng)轉(zhuǎn)之后的id類型(其本質(zhì)就是NSObject類對(duì)象),當(dāng)經(jīng)過[self class]取class操作之后，會(huì)變?yōu)?code>NSObject元類對(duì)象和NSObject類對(duì)象比較，所以為false；

【3】、[(id)[LGPerson class] isKindOfClass:[LGPerson class]]; 這里最終是LGPerson類對(duì)象和LGPerson元類對(duì)象或者其父類的比較,為false；
【4】、[(id)[LGPerson class] isMemberOfClass:[LGPerson class]]; 【3】都是false，這里還是它的子集，更加為false;
【5】、[(id)[NSObject alloc] isKindOfClass:[NSObject class]]; 這里簡單分析true;
【6】、[(id)[NSObject alloc] isMemberOfClass:[NSObject class]]; 這里簡單分析true;
【7】、[(id)[LGPerson alloc] isKindOfClass:[LGPerson class]]; 這里簡單分析true;
【8】、[(id)[LGPerson alloc] isMemberOfClass:[LGPerson class]]; 這里簡單分析true;

兩道面試題的總結(jié)：

需要充分理解isa的走位圖：方法的存儲(chǔ)和類型的繼承。

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面試題一：考察實(shí)例方法和類方法

結(jié)合isa走位圖，根據(jù)答案分析，

面試題二：考察iskindof，isMemberof理解

對(duì)于類方法

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面試題一：考察實(shí)例方法和類方法

結(jié)合isa走位圖，根據(jù)答案分析，

面試題二：考察iskindof，isMemberof理解

對(duì)于類方法

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