面试题：Objective-C中类别(Category)和扩展(Extension)对运行时元数据的影响及应用场景优化

类别（Category）和扩展（Extension）对运行时元数据的影响

类别（Category）
- 方法列表：在运行时，类别会将新的方法添加到类的方法列表中。类别中的方法会在运行时动态合并到类的方法列表里，这使得类在运行时可以“动态”地增加行为。例如，为系统类 NSString 创建一个类别，添加一个新的方法，运行时 NSString 类的实例就可以调用这个新方法。
- 不会改变类的继承体系：类别不会改变类的继承体系，它没有自己的实例变量，也不能访问类的私有实例变量（除非通过 关联对象 等方式间接实现）。
- 方法冲突：如果类别中的方法与类本身或其他类别中的方法同名，在运行时，最后加载的类别方法会覆盖前面的方法（具体取决于加载顺序，一般是编译顺序靠后的类别方法生效）。
扩展（Extension）
- 方法列表：扩展本质上是一个匿名的类别，它也会向类的方法列表中添加方法。不过，扩展一般用于声明私有方法，这些方法必须在类的实现文件（.m）中实现。
- 可以声明实例变量：与普通类别不同，扩展可以声明实例变量，这些实例变量会成为类的一部分，在运行时会占据类实例的内存空间。扩展声明的实例变量在运行时和类原本定义的实例变量并无区别。
- 对编译器可见：扩展对编译器可见，在编译阶段就可以检查方法的声明和调用，而类别在编译时只检查声明，运行时才真正合并方法列表。

复杂项目架构中利用它们特性的优化方案

场景一：为系统类添加便捷方法（使用类别）
- 优化方案：在iOS开发中，经常需要为系统类如 UIView 添加一些便捷方法。例如，创建一个 UIView+Frame.h 和 UIView+Frame.m 文件，在类别中添加获取或设置 view 的 x、y、width、height 的便捷方法。

// UIView+Frame.h
#import <UIKit/UIKit.h>

@interface UIView (Frame)
@property (nonatomic, assign) CGFloat x;
@property (nonatomic, assign) CGFloat y;
@property (nonatomic, assign) CGFloat width;
@property (nonatomic, assign) CGFloat height;
@end

// UIView+Frame.m
#import "UIView+Frame.h"

@implementation UIView (Frame)
- (CGFloat)x {
    return self.frame.origin.x;
}
- (void)setX:(CGFloat)x {
    CGRect frame = self.frame;
    frame.origin.x = x;
    self.frame = frame;
}
// 类似实现y、width、height的getter和setter方法
@end

优点：
- 提高代码复用性，在项目中的多个地方都可以方便地使用这些便捷方法，减少重复代码。
- 遵循单一职责原则，将与视图框架相关的操作独立到一个类别中，使代码结构更清晰。
缺点：
- 可能导致命名冲突，如果不同的库都为 UIView 添加了同名的类别方法，会出现方法覆盖的问题，导致难以调试。
- 增加了类的“隐性”行为，对于不熟悉该类别扩展的开发者，可能不清楚类有这些额外的方法。

场景二：隐藏类的内部实现细节（使用扩展）
- 优化方案：在一个自定义的 ViewController 类中，使用扩展来声明私有方法和私有实例变量。例如：

// MyViewController.h
#import <UIKit/UIKit.h>

@interface MyViewController : UIViewController
// 公开方法声明
- (void)publicMethod;
@end

// MyViewController.m
#import "MyViewController.h"

@interface MyViewController ()
// 私有实例变量
@property (nonatomic, strong) NSMutableArray *privateArray;
// 私有方法声明
- (void)privateMethod;
@end

@implementation MyViewController
- (void)publicMethod {
    // 调用私有方法
    [self privateMethod];
}
- (void)privateMethod {
    // 对私有数组进行操作
    if (!_privateArray) {
        _privateArray = [NSMutableArray array];
    }
    [_privateArray addObject:@"Some Object"];
}
@end

优点：
- 隐藏了类的内部实现细节，使类的接口更加简洁，只暴露必要的公开方法给外部调用，提高了类的安全性和封装性。
- 方便管理类的内部逻辑，将私有方法和变量集中在扩展中声明，与公开接口区分开，使代码结构更清晰。
缺点：
- 扩展声明的私有方法和变量在编译时对编译器可见，如果不小心在其他地方调用了私有方法，编译器不会报错，运行时才会崩溃，增加了调试难度。
- 对于大型项目，如果类的私有逻辑过于复杂，扩展中的代码可能会变得臃肿，影响代码的可读性。

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面试题：Objective-C中类别(Category)和扩展(Extension)对运行时元数据的影响及应用场景优化

知识考点

面试题答案

类别（Category）和扩展（Extension）对运行时元数据的影响

复杂项目架构中利用它们特性的优化方案