iOS 高级面试题--含答案

分类和扩展的区别？

分类（Category）：主要用于扩展功能，但不能增加实例变量，方法对所有人可见。
扩展（Extension）：主要用于类的内部实现，可以添加实例变量，方法和属性仅限本类使用。

/*
 * Extension（扩展）是一种特殊的分类，它没有名称，通常用于声明：私有方法和属性。
 * 匿名分类（Anonymous Category）
 通常在 .m 文件中声明，不对外暴露。
 适用于隐藏内部实现细节，提高封装性和安全性
 */
// 扩展（匿名分类）
@interface People () <SomePrivateProtocol>
// 私有属性
@property (nonatomic, copy) NSString *privateID;
// 私有方法
- (void)privateMethod;
// 对内读写
@property (nonatomic, copy, readwrite) NSString *identifier;
@end

主要区别

特性	分类(Category)	扩展(Extension)
可见性	公开的	私有的(通常用于类实现文件)
声明位置	单独.h/.m文件	与类实现同一文件（.m）
添加方法	可以	可以
添加属性	只能添加关联对象	可以添加实例变量和属性
加载时机	运行时	编译时
命名	必须有名称	匿名

分类：的用途

1. 为现有类添加新方法
2. 将大型类分解为多个文件
3. 实现非正式协议
4. 为类添加默认实现(通过+load方法)

扩展：的用途

1. 声明私有方法\属性
2. 重新声明公有属性为可读写
3. 遵循的私有协议

分类的局限性

1. 不能添加实例变量：分类只能通过关联对象(Associated Object)来模拟属性
2. 方法名冲突：如果分类方法与原类方法同名，分类方法会覆盖原类方法
3. 属性限制：分类中声明的属性不会自动生成getter/setter方法和实例变量
4. 加载顺序不确定：多个分类的方法加载顺序不确定

分类的结构体成员

这个结构体在运行时被用来将分类的内容附加到主类上。

struct category_t {
    const char *name;  // 分类名称
    classref_t cls;    // 所属类
    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;      // 实现的协议列表
    struct property_list_t *instanceProperties; // 属性列表(不会自动合成)
    // ......
}

讲一下atomic的实现机制；为什么不能保证绝对的线程安全（最好可以结合场景来说）？

atomic是property的修饰词之一，表示是原子性的，使用方式为@property(atomic)int age;,此时编译器会自动生成getter/setter方法，最终会调用objc_getProperty和objc_setProperty方法来进行存取属性。进行枷锁PropertyLocks处理。
atomic在getter/setter方法中加锁，只能保证一个函数是安全的，不能保证读/取同时安全。

被weak修饰的对象在被释放的时候会发生什么？是如何实现的？知道sideTable么？里面的结构可以画出来么？

1.对象被释放的时候，会把weak指针自动置位nil。
2.runTime会把对weak修饰的对象放到一个全局的哈希表中（指针引用计数表），用weak修饰的对象的内存地址为key，weak指针为值，在对象进行销毁时，用通过自身地址去哈希表中查找到所有指向此对象的weak指针，并把所有的weak指针置位nil。（内存key、指针value）
3.sideTable的结构

struct SideTable {
    spinlock_t slock;     //操作SideTable时用到的锁
    RefcountMap refcnts;  //引用计数器的值
    weak_table_t weak_table;//存放weak指针的哈希表
};

iOS中关联对象有什么应用？系统如何管理关联对象？其被释放的时候需要手动将所有的关联对象的指针置空么？

1.关联对象（Associated Objects） 是一种动态为类添加属性的机制，通过 Objective-C 的运行时特性实现。
2.不需要手动置空，因为在对象的dealloc中，若发现对象有关联对象时，会调用_object_remove_assocations方法来移除所有的关联对象，并根据内存策略，来判断是否需要对关联对象的值进行release。

Autoreleasepool所使用的数据结构是什么？AutoreleasePoolPage结构体了解么？

Autoreleasepool是由多个AutoreleasePoolPage以双向链表的形式连接起来的，

class AutoreleasePoolPage {
    magic_t const magic;
    id *next;//下一个存放autorelease对象的地址
    pthread_t const thread; //AutoreleasePoolPage 所在的线程
    AutoreleasePoolPage * const parent;//父节点
    AutoreleasePoolPage *child;//子节点
    uint32_t const depth;//深度,也可以理解为当前page在链表中的位置
    uint32_t hiwat;
}

使用method swizzling要注意什么？

1.在 Swizzling 之前，使用 class_getInstanceMethod 或 class_getClassMethod 检查目标方法和原始方法是否存在。如果方法不存在，直接跳过 Swizzling，避免运行时崩溃。
2.使用 dispatch_once 确保 Swizzling 只执行一次，防止多次交换导致逻辑混乱。（多人协作开发，可能同时使用了Swizzling）
3.苹果可能拒绝调用私有 API 的应用上架。如果必须使用，需做好动态检查和回退。

static和const有什么区别？

1. const（常量）

• 作用：变量值不可修改，通常用于定义全局常量或局部常量。
• 特点：
  被 const 修饰的变量在编译时就必须初始化，且之后不能重新赋值。
  可以修饰全局变量、局部变量、函数参数等。
  在 Objective-C 中，const 通常与 static 或 extern 结合使用。

2. static（静态变量）

• 作用：
  在 函数/方法内部 使用时，使变量的生命周期延长到整个程序运行期间（只会初始化一次）。
  在 全局作用域 使用时，限制变量的作用域仅在当前文件（避免全局变量被其他文件访问）。
• 使用场景：
  用于函数内部的静态变量（保持值的持久性）。
  用于限制全局变量的作用域（文件私有全局变量）。

示例（Objective-C）：

// 文件内静态全局变量（其他文件无法访问）
static NSString *staticGlobalVar = @"Static";
// 函数内部的静态变量
- (void)exampleMethod {
    static int count = 0; // 只会初始化一次
    count++;
    NSLog(@"Count: %d", count);
}

示例（Swift）：中 static 用于类型属性（类/结构体/枚举的静态成员）：

class MyClass {
    static let staticValue = 123 // 类常量
    static var staticVariable = "ABC" // 类变量
}

3. static 和 const 结合使用

在 Objective-C 中，static 和 const 经常一起使用，表示一个 文件内部的静态常量（不可修改，且仅当前文件可见）。

示例（Objective-C）：

// 当前文件私有的常量
static const CGFloat AnimationDuration = 0.3;
static NSString *const MyPrivateConstant = @"Secret";

关键区别总结：

关键字	作用	生命周期	作用域	是否可修改
const	定义常量	取决于声明位置	取决于声明位置	❌ 不可修改
static	延长变量生命周期或限制作用域	整个程序运行期	当前文件或函数内部	✅ 可修改（除非同时用 const）

常见用途：

• const：定义不可变的常量（如 API 密钥、固定数值等）。
• static：
  函数内部的持久化变量（如计数器）。
  文件私有的全局变量或常量（避免命名冲突）。

了解内联函数么？

内联函数是为了减少函数调用的开销，编译器在编译阶段把函数体内的代码复制到函数调用处。
内联函数通过 inline 关键字（或编译器特性）提示编译器将函数体直接插入调用处，而非生成传统的函数调用指令。

什么时候会出现死锁？如何避免？

死锁是指两个或两个以上的线程在执行过程中，由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去。 发生死锁的四个必要条件：

1.互斥条件：一个资源每次只能被一个线程使用。
2.请求与保持条件：一个线程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。
3.不剥夺条件：线程已获得的资源，在未使用完之前，不能强行剥夺。
4.循环等待条件：若干线程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。
只要上面四个条件有一个条件不被满足就能避免死锁

二叉树题：如何反转二叉树？如何验证两个二叉树是完全相等的？

反转二叉树：（也称为镜像二叉树）是指将二叉树的每个节点的左右子树互换。
验证两个二叉树是否完全相同，包括结构和节点值（两种方式）：
1.递归实现
2.迭代实现（使用栈）
复杂度分析
两种操作的时间复杂度都是O(n)，其中n是树中节点的数量，因为我们需要访问每个节点一次。空间复杂度在最坏情况下（树退化为链表）也是O(n)，平均情况下为O(log n)。

参考：
iOS 高级面试题