面试题：Objective-C缓存策略定制与NSCache深度结合

1. 数据结构设计

使用 NSCache 作为基础缓存容器：NSCache 本身已经具备自动释放内存的特性，在系统内存紧张时会自动清理缓存，这是一个很好的基础。
自定义缓存对象类：创建一个继承自 NSObject 的类，例如 CacheObject，用于包装真正需要缓存的对象。这个类中除了包含实际缓存对象外，还需要记录对象的创建时间和使用频率。

@interface CacheObject : NSObject
@property (nonatomic, strong) id cachedObject;
@property (nonatomic, assign) NSTimeInterval creationTime;
@property (nonatomic, assign) NSInteger usageCount;
@end

@implementation CacheObject
@end

使用额外的数据结构来辅助管理：为了能够高效地根据使用频率和创建时间进行淘汰，我们可以使用一个 NSMutableDictionary 来存储 CacheObject，键为缓存对象的唯一标识（比如一个 NSString 类型的 key）。同时，使用一个优先队列（可以通过 NSMutableArray 实现，并自定义排序方法）来根据使用频率和创建时间对 CacheObject 进行排序。

2. 关键算法

对象插入算法：
- 当向缓存中插入一个新对象时，首先创建对应的 CacheObject，设置其 creationTime 为当前时间，usageCount 为 1。
- 将 CacheObject 存入 NSCache 和 NSMutableDictionary 中。
- 将 CacheObject 加入优先队列，并按照使用频率和创建时间进行排序（使用频率低且创建时间早的排在前面）。

- (void)insertObject:(id)object forKey:(NSString *)key {
    CacheObject *cacheObject = [[CacheObject alloc] init];
    cacheObject.cachedObject = object;
    cacheObject.creationTime = [[NSDate date] timeIntervalSince1970];
    cacheObject.usageCount = 1;
    
    [self.cache setObject:cacheObject forKey:key];
    [self.cacheDictionary setObject:cacheObject forKey:key];
    
    [self.priorityQueue addObject:cacheObject];
    [self.priorityQueue sortUsingComparator:^NSComparisonResult(CacheObject *obj1, CacheObject *obj2) {
        if (obj1.usageCount != obj2.usageCount) {
            return obj1.usageCount < obj2.usageCount;
        } else {
            return obj1.creationTime < obj2.creationTime;
        }
    }];
}

对象获取算法：
- 从 NSCache 或 NSMutableDictionary 中获取对应的 CacheObject。
- 如果获取到，增加其 usageCount，并更新优先队列中的排序。
- 返回 CacheObject 中的实际缓存对象。

- (id)objectForKey:(NSString *)key {
    CacheObject *cacheObject = [self.cache objectForKey:key];
    if (cacheObject) {
        cacheObject.usageCount++;
        [self.priorityQueue removeObject:cacheObject];
        [self.priorityQueue addObject:cacheObject];
        [self.priorityQueue sortUsingComparator:^NSComparisonResult(CacheObject *obj1, CacheObject *obj2) {
            if (obj1.usageCount != obj2.usageCount) {
                return obj1.usageCount < obj2.usageCount;
            } else {
                return obj1.creationTime < obj2.creationTime;
            }
        }];
        return cacheObject.cachedObject;
    }
    return nil;
}

对象淘汰算法：
- 当缓存需要淘汰对象时（比如缓存达到一定容量限制），从优先队列头部取出对象（即使用频率低且创建时间早的对象）。
- 从 NSCache 和 NSMutableDictionary 中移除该对象。

- (void)evictObject {
    if (self.priorityQueue.count > 0) {
        CacheObject *evictObject = self.priorityQueue.firstObject;
        [self.cache removeObjectForKey:evictObject.key];
        [self.cacheDictionary removeObjectForKey:evictObject.key];
        [self.priorityQueue removeObject:evictObject];
    }
}

3. 与现有项目架构融合

封装为独立模块：将上述缓存机制封装为一个独立的类，例如 CustomCacheManager。这样可以使其与项目其他部分解耦，便于维护和复用。
提供统一接口：在 CustomCacheManager 类中提供统一的接口方法，如 insertObject:forKey:、objectForKey: 等，供项目其他模块调用。
配置策略：为了在不同业务场景下灵活调整策略，可以在 CustomCacheManager 类中提供一些属性来配置缓存容量、淘汰策略的权重（比如使用频率和创建时间的权重）等。项目中不同业务模块可以根据自身需求设置这些属性。
事件监听与通知：如果项目中有特定的事件（如内存警告等）需要与缓存机制进行交互，可以通过 NSNotificationCenter 进行通知。在 CustomCacheManager 中注册相关通知，并在接收到通知时执行相应的缓存清理或调整策略的操作。

通过以上设计和实现，可以基于 NSCache 构建一个满足根据使用频率和创建时间淘汰对象，并且能在不同业务场景下灵活调整策略的缓存机制。

星途面试题库

面试题：Objective-C缓存策略定制与NSCache深度结合

知识考点

面试题答案

1. 数据结构设计

2. 关键算法

3. 与现有项目架构融合