MST

星途 面试题库

面试题：Objective-C类继承与NSObject根类在框架设计中的深度应用

假设你正在设计一个大型Objective-C框架，其中涉及到复杂的类继承层次结构且都继承自NSObject。请阐述你如何利用NSObject的特性（如协议、runtime机制等）来实现框架的可扩展性、灵活性以及高效的内存管理，同时举例说明可能会遇到的问题及解决方案。
46.4万 热度难度
编程语言Objective-C

知识考点

AI 面试

面试题答案

一键面试

利用NSObject特性实现框架的可扩展性、灵活性及高效内存管理

1. 利用协议实现可扩展性和灵活性

  • 协议定义接口：通过定义协议，为框架中的类提供统一的接口。不同的类可以遵守相同的协议，实现不同的功能，从而实现多态。例如，定义一个DataSource协议，用于提供数据给视图。
@protocol DataSource <NSObject>
- (NSArray *)fetchData;
@end
  • 类遵守协议：框架中的类可以遵守该协议，实现具体的数据获取逻辑。比如NetworkDataSource类和LocalDataSource类分别从网络和本地获取数据。
@interface NetworkDataSource : NSObject <DataSource>
- (NSArray *)fetchData {
    // 网络请求获取数据逻辑
    return @[@"data from network"];
}
@end

@interface LocalDataSource : NSObject <DataSource>
- (NSArray *)fetchData {
    // 从本地存储获取数据逻辑
    return @[@"data from local"];
}
@end
  • 灵活性体现：在使用时，可以根据实际需求动态切换数据源，提高框架的灵活性。
id<DataSource> dataSource;
if (useNetwork) {
    dataSource = [[NetworkDataSource alloc] init];
} else {
    dataSource = [[LocalDataSource alloc] init];
}
NSArray *data = [dataSource fetchData];

2. 利用runtime机制实现可扩展性和灵活性

  • 关联对象：使用runtime的关联对象可以为类动态添加属性。比如在UIView的分类中为其添加一个自定义的标识符属性。
#import <objc/runtime.h>

static const char *kViewIdentifierKey = "ViewIdentifierKey";

@interface UIView (CustomIdentifier)
@property (nonatomic, copy) NSString *viewIdentifier;
@end

@implementation UIView (CustomIdentifier)
- (void)setViewIdentifier:(NSString *)viewIdentifier {
    objc_setAssociatedObject(self, kViewIdentifierKey, viewIdentifier, OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC);
}

- (NSString *)viewIdentifier {
    return objc_getAssociatedObject(self, kViewIdentifierKey);
}
@end
  • 动态方法解析：runtime的动态方法解析可以在运行时为类动态添加方法。例如，当调用一个不存在的方法时，可以通过动态方法解析来处理。
@interface DynamicClass : NSObject
@end

@implementation DynamicClass
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {
    if (sel == @selector(missingMethod)) {
        class_addMethod(self, sel, (IMP)dynamicMethodImplementation, "v@:");
        return YES;
    }
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}

void dynamicMethodImplementation(id self, SEL _cmd) {
    NSLog(@"Dynamic method implementation");
}
@end
  • 消息转发：如果动态方法解析没有处理方法调用，消息转发机制会起作用。可以通过forwardingTargetForSelector:或methodSignatureForSelector:和forwardInvocation:来转发消息。
@interface ForwardingClass : NSObject
@end

@interface HelperClass : NSObject
- (void)forwardedMethod;
@end

@implementation HelperClass
- (void)forwardedMethod {
    NSLog(@"This is the forwarded method");
}
@end

@implementation ForwardingClass
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
    if (aSelector == @selector(forwardedMethod)) {
        return [[HelperClass alloc] init];
    }
    return nil;
}
@end

3. 高效的内存管理

  • 自动释放池：合理使用自动释放池，在创建大量临时对象时及时释放内存。例如，在一个循环中创建大量临时字符串对象。
@autoreleasepool {
    for (NSInteger i = 0; i < 10000; i++) {
        NSString *tempString = [NSString stringWithFormat:@"%ld", (long)i];
        // 对tempString进行操作
    }
}
  • ARC（自动引用计数）：利用ARC自动管理对象的内存。只要遵循ARC的规则，编译器会自动插入适当的内存管理代码，减少手动内存管理的错误。
  • 对象生命周期管理：确保对象在不需要时及时释放。例如，在视图控制器的dealloc方法中取消网络请求、移除通知监听等操作，防止内存泄漏。
- (void)dealloc {
    [self.networkRequest cancel];
    [[NSNotificationCenter defaultCenter] removeObserver:self];
}

可能遇到的问题及解决方案

1. 协议方法冲突

  • 问题：不同协议可能定义了相同的方法，导致类在遵守多个协议时出现方法冲突。
  • 解决方案：在设计协议时尽量避免命名冲突，使用唯一的前缀。如果冲突不可避免，可以在类中实现该方法，在方法内部根据具体情况处理不同协议的需求。

2. runtime关联对象内存管理

  • 问题：使用关联对象时，如果设置的关联策略不正确，可能导致内存泄漏或对象过早释放。
  • 解决方案：根据对象的所有权关系选择合适的关联策略，如OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN、OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC、OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC等。

3. 动态方法解析和消息转发性能问题

  • 问题：动态方法解析和消息转发会带来一定的性能开销，特别是在频繁调用时。
  • 解决方案：尽量避免在性能敏感的代码路径中使用动态方法解析和消息转发。如果必须使用，可以缓存方法实现，减少重复查找的开销。