面试题：Objective-C泛型在类型安全和性能优化上的考量

Question

在Objective-C中使用泛型时，如何确保类型安全？在性能方面，泛型的使用与传统非泛型方式相比，有哪些优势和潜在的性能瓶颈，如何优化？

Answer 1

确保类型安全

1. 编译时检查：在Objective-C中使用泛型（自iOS 11和Xcode 9引入），通过在类、协议和方法声明中指定泛型类型参数，编译器可以在编译时检查类型。例如：

NSMutableArray<NSString *> *stringArray = [NSMutableArray array];
[stringArray addObject:@"Hello"]; // 正确
// [stringArray addObject:@(1)]; // 编译错误，类型不匹配

2. 遵循类型约束：如果在协议中定义泛型，可以通过协议的一致性来确保类型安全。例如：

@protocol MyProtocol <NSObject>
@property (nonatomic, strong) id<MyProtocol> otherObject;
@end

@interface MyClass : NSObject <MyProtocol>
@property (nonatomic, strong) id<MyProtocol> otherObject;
@end

这里MyClass遵循MyProtocol，otherObject属性的类型必须符合协议要求，从而保证类型安全。

性能优势

1. 减少类型转换开销：传统非泛型方式下，从集合中取出对象时通常需要进行类型转换，如NSArray取出对象时要手动转换为特定类型。而使用泛型，编译器已知对象类型，无需运行时类型转换，提高性能。例如：

// 非泛型
NSArray *array = @[@"Hello", @"World"];
NSString *str = (NSString *)array[0];

// 泛型
NSArray<NSString *> *stringArray = @[@"Hello", @"World"];
NSString *str2 = stringArray[0]; // 无需类型转换

2. 更好的代码可读性和维护性：虽然这不是直接的性能优势，但清晰的类型定义使代码更易读，减少因类型错误导致的潜在运行时问题，间接提升开发效率和维护性。

潜在性能瓶颈及优化

1. 代码膨胀：泛型会导致编译器为不同类型参数生成重复代码，可能增加二进制文件大小。优化方法是尽量复用泛型代码，避免不必要的类型参数组合。例如，如果一个泛型类有多种类型参数，但某些功能是通用的，可以将通用部分提取到父类或独立方法中。
2. 编译时间增加：由于编译器要为不同类型参数生成代码，编译时间可能延长。优化措施包括优化项目结构，减少不必要的泛型使用，对大型项目可以考虑增量编译等技术。