类底层原理面试题

题一

@interface LGPerson : NSObject
- (void)sayHello;
+ (void)sayHappy;
@end

void lgInstanceMethod_classToMetaclass(Class pClass){
    const char *className = class_getName(pClass);
    Class metaClass = objc_getMetaClass(className);
    
    Method method1 = class_getInstanceMethod(pClass, @selector(sayHello));
    Method method2 = class_getInstanceMethod(metaClass, @selector(sayHello));
    Method method3 = class_getInstanceMethod(pClass, @selector(sayHappy));
    Method method4 = class_getInstanceMethod(metaClass, @selector(sayHappy));
    LGLog(@"%s - %p-%p-%p-%p",__func__,method1,method2,method3,method4);
}

void lgClassMethod_classToMetaclass(Class pClass){
    const char *className = class_getName(pClass);
    Class metaClass = objc_getMetaClass(className);
    
    Method method1 = class_getClassMethod(pClass, @selector(sayHello));
    Method method2 = class_getClassMethod(metaClass, @selector(sayHello));
    Method method3 = class_getClassMethod(pClass, @selector(sayHappy));
    Method method4 = class_getClassMethod(metaClass, @selector(sayHappy));
    LGLog(@"%s-%p-%p-%p-%p",__func__,method1,method2,method3,method4);
}

LGPerson *person = [LGPerson alloc];
Class pClass     = object_getClass(person);

lgInstanceMethod_classToMetaclass(pClass);
lgClassMethod_classToMetaclass(pClass);

打印结果：

lgInstanceMethod_classToMetaclass - 0x1000031a8-0x0-0x0-0x100003140
lgClassMethod_classToMetaclass-0x0-0x0-0x100003140-0x100003140

首先传入参数pClass，是LGPerson类。
lgInstanceMethod_classToMetaclass方法中，pClass为LGPerson类,metaClass为LGPerson元类。
class_getInstanceMethod从传入的类或者类的父类中查找指定的实例方法。

• class_getInstanceMethod(pClass, @selector(sayHello))中，pClass为LGPerson类，查找sayHello实例方法，在LGPerson类找到了sayHello方法。
• class_getInstanceMethod(metaClass, @selector(sayHello))中，metaClass为LGPerson元类，根据sayHello查找实例方法，查找链路LGPerson元类->NSobject根元类->NSobject类->nil，sayHello在LGPerson类中，所以不能找到。
• class_getInstanceMethod(pClass, @selector(sayHappy))中，pClass为LGPerson类，根据sayHello查找实例方法，查找链路LGPerson类->NSobject类->nil，sayHappy在LGPerson元类中，所以不能找到。
• class_getInstanceMethod(metaClass, @selector(sayHappy))中，metaClass为LGPerson元类，根菌sayHappy查找实例方法，从LGPerson元类开始根据sayHappy查找实例方法，sayHappy在LGPerson元类中，所以找到了。

lgClassMethod_classToMetaclass方法中，pClass为LGPerson类,metaClass为LGPerson元类。
class_getClassMethod方法会先查找到对应的元类，再查找方法。

• class_getClassMethod(pClass, @selector(sayHello))中，pClass为LGPerson类，找到LGPerson元类，无法查找到sayHello方法。
• class_getClassMethod(metaClass, @selector(sayHello))中，metaClass本身为LGPerson元类
  ，无法查找到sayHello方法。
• class_getClassMethod(pClass, @selector(sayHappy)),pClass为LGPerson类，找到LGPerson元类，查找到sayHappy方法。
• class_getClassMethod(metaClass, @selector(sayHappy))，metaClass为LGPerson元类
  查找到sayHappy方法。

题二

       LGPerson继承自NSObject
        BOOL re1 = [(id)[NSObject class] isKindOfClass:[NSObject class]];       
        BOOL re2 = [(id)[NSObject class] isMemberOfClass:[NSObject class]];     
        BOOL re3 = [(id)[LGPerson class] isKindOfClass:[LGPerson class]];       
        BOOL re4 = [(id)[LGPerson class] isMemberOfClass:[LGPerson class]];     
        NSLog(@" re1 :%hhd\n re2 :%hhd\n re3 :%hhd\n re4 :%hhd\n",re1,re2,re3,re4);
        BOOL re5 = [(id)[NSObject alloc] isKindOfClass:[NSObject class]];       
        BOOL re6 = [(id)[NSObject alloc] isMemberOfClass:[NSObject class]];     
        BOOL re7 = [(id)[LGPerson alloc] isKindOfClass:[LGPerson class]];       
        BOOL re8 = [(id)[LGPerson alloc] isMemberOfClass:[LGPerson class]];     
        NSLog(@" re5 :%hhd\n re6 :%hhd\n re7 :%hhd\n re8 :%hhd\n",re5,re6,re7,re8);

估计很多人都能答，但今天我们研究的是解答这道题的过程中所涉及的一些知识。

class、isKindOfClass、isMemberOfClass

首先我们来看class类方法，经过断点调试发现其会进入：

Class
objc_opt_class(id obj)
{
#if __OBJC2__
    if (slowpath(!obj)) return nil;
    Class cls = obj->getIsa();
    if (fastpath(!cls->hasCustomCore())) {
        return cls->isMetaClass() ? obj : cls;
    }
#endif
    return ((Class(*)(id, SEL))objc_msgSend)(obj, @selector(class));
}

我们知道实例的isa是指向类的，类的isa指向元类。根据源码理解，如果obj是类，那么就返回自己，如果是实例就返回其对应的类。

isKindOfClass方法，我们去看其源码实现：

   + (BOOL)isKindOfClass:(Class)cls {
    for (Class tcls = self->ISA(); tcls; tcls = tcls->superclass) {
        if (tcls == cls) return YES;
    }
    return NO;
}

- (BOOL)isKindOfClass:(Class)cls {
    for (Class tcls = [self class]; tcls; tcls = tcls->superclass) {
        if (tcls == cls) return YES;
    }
    return NO;
}

isKindOfClass类方法房和实例方法，区别在于类方法是调用ISA而实例方法是调用class方法，otherClass是做比较的Class。tcls从cls开始，顺着其类的继承链查找，如果找到和otherClass相同则返回YES,最终找不到则返回NO.
isMemberOfClass方法，其源码实现为:

+ (BOOL)isMemberOfClass:(Class)cls {
    return self->ISA() == cls;
}

- (BOOL)isMemberOfClass:(Class)cls {
    return [self class] == cls;
}

类方法调用class方法后返回值判断是否和cls相同，实例方法调用ISA方法后返回值判断是否和cls相同。

题目分析

相关概念有了了解后我们开始来对题目来一一进行分析：

 BOOL re1 = [(id)[NSObject class] isKindOfClass:[NSObject class]]; 

[NSObject class]对应的就是NSObject类。
调用isKindOfClass后，前面的的NSObject类调用getIsa()后就是NSObject根元类，otherClass即是NSObject类。
进入for循环判断
第一步:NSObject根元类和NSObject类不相等，NSObject根元类调用superclass
第二步:NSObject根元类的superclass为NSObject类(这点不明白可以去了解下isa、super走位图)，两者相等，返回YES.
re1为1.

BOOL re2 = [(id)[NSObject class] isMemberOfClass:[NSObject class]];     

[NSObject class]对应的就是NSObject类，调用isMemberOfClass后，
前面的NSObject类会调用ISA()，变成了NSObject根元类，和后面的NSObject类比较不相等。re2结果为0。

BOOL re3 = [(id)[LGPerson class] isKindOfClass:[LGPerson class]];      

[LGPerson class]对应的就是LGPerson类，调用isKindOfClass后，前面的LGPerson类会调用ISA()，变成了LGPerson元类.
进入for循环判断
第一步:LGPerson元类和LGPerson类比较不相等，LGPerson元类调用superclass.
第二步:LGPerson元类的superclass为NSObject根元类，NSObject根元类和LGPerson类比较还是不相等。继续superclass。
第三步:NSObject根元类继续superclass得到NSObject类，和LGPerson类比较不相等。继续superclass
第四步：NSObject类superclass为nil，和LGPerson类比较不相等。并且因为nil退出循环，最终返回NO.
re3为0；

BOOL re4 = [(id)[LGPerson class] isMemberOfClass:[LGPerson class]];     

[LGPerson class]对应的就是LGPerson类，调用isMemberOfClass后，前面的LGPerson类会调用ISA()，变成了LGPerson元类，和后面的NSObject类比较不相等。
re4结果为0。

BOOL re5 = [(id)[NSObject alloc] isKindOfClass:[NSObject class]];       

[NSObject alloc]得到的是一个NSObject实例，[NSObject class]得到NSObject类。

调用isKindOfClass后，前面的的NSObject实例调用class方法后就是NSObject类，跟后面的NSObject类比较相等，返回YES.
re5为1.

BOOL re6 = [(id)[NSObject alloc] isMemberOfClass:[NSObject class]];    

[NSObject alloc]得到的是一个NSObject实例，[NSObject class]得到NSObject类。

调用isMemberOfClass后，前面的的NSObject实例调用class方法后就是NSObject类，跟后面的NSObject类比较相等，返回YES.
re6为1.

BOOL re7 = [(id)[LGPerson alloc] isKindOfClass:[LGPerson class]];       

[LGPerson alloc]得到的是一个LGPerson实例，[LGPerson class]得到LGPerson类。

调用isKindOfClass后，前面的的LGPerson实例调用class方法后就是LGPerson类，跟后面的LGPerson类比较相等，返回YES.
re7为1.

BOOL re8 = [(id)[LGPerson alloc] isMemberOfClass:[LGPerson class]];

[LGPerson alloc]得到的是一个LGPerson实例，[LGPerson class]得到LGPerson类。

调用isMemberOfClass后，前面的的LGPerson实例调用class方法后就是LGPerson类，跟后面的LGPerson类比较相等，返回YES.
re8为1.

最终结果为：

 re1 :1
 re2 :0
 re3 :0
 re4 :0
 re5 :1
 re6 :1
 re7 :1
 re8 :1