面试题：Objective-C中类方法与实例方法在多态特性上的表现及应用场景

Question

在Objective-C面向对象编程中，多态是重要特性。请分析类方法和实例方法在多态方面的不同表现，结合实际应用场景，说明何时使用类方法的多态，何时使用实例方法的多态，并举出代码示例。

Answer 1

类方法和实例方法在多态方面的不同表现

1. 类方法：
   • 类方法属于类本身，不是属于类的实例。在多态中，类方法的多态基于类的继承体系。当子类继承父类并实现与父类相同的类方法时，通过父类指针调用该类方法，实际执行的是父类的类方法；只有通过子类指针调用时，才会执行子类的类方法。
   • 例如，假设有一个父类 Animal 和子类 Dog，都有类方法 makeSound。
2. 实例方法：
   • 实例方法属于类的实例。在多态中，实例方法的多态通过动态绑定实现。当一个父类指针指向子类实例时，调用该实例方法，实际执行的是子类重写后的实例方法。这是Objective - C多态的核心表现，允许通过相同的接口调用不同实现的方法。

何时使用类方法的多态

1. 应用场景：
   • 当需要执行与类本身相关的操作，而不是与特定实例相关的操作时，使用类方法的多态。例如，创建对象的工厂方法，不同子类可以通过类方法创建不同类型的对象。
2. 代码示例：

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Shape : NSObject
+ (instancetype)createShape;
@end

@implementation Shape
+ (instancetype)createShape {
    return [[self alloc] init];
}
@end

@interface Circle : Shape
+ (instancetype)createShape;
@end

@implementation Circle
+ (instancetype)createShape {
    return [[self alloc] init];
}
@end

@interface Rectangle : Shape
+ (instancetype)createShape;
@end

@implementation Rectangle
+ (instancetype)createShape {
    return [[self alloc] init];
}
@end

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        Class shapeClass = [Circle class];
        Shape *circle = [shapeClass createShape];
        shapeClass = [Rectangle class];
        Shape *rectangle = [shapeClass createShape];
    }
    return 0;
}

何时使用实例方法的多态

1. 应用场景：
   • 当需要根据对象的具体类型执行不同行为时，使用实例方法的多态。比如在游戏开发中，不同角色类（如战士、法师等）继承自一个基类 Character，每个角色有不同的攻击行为，通过实例方法的多态来实现。
2. 代码示例：

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Character : NSObject
- (void)attack;
@end

@implementation Character
- (void)attack {
    NSLog(@"Character attacks in a general way.");
}
@end

@interface Warrior : Character
- (void)attack;
@end

@implementation Warrior
- (void)attack {
    NSLog(@"Warrior attacks with a sword.");
}
@end

@interface Mage : Character
- (void)attack;
@end

@implementation Mage
- (void)attack {
    NSLog(@"Mage casts a spell.");
}
@end

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        Character *character1 = [[Warrior alloc] init];
        Character *character2 = [[Mage alloc] init];
        [character1 attack];
        [character2 attack];
    }
    return 0;
}