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iOS 底层面试题(下篇)

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发布于: 7 小时前
iOS底层面试题(下篇)

7 月,iOS 求职跳槽的相对较少,能在这个时间段求职的,不是被迫,就是对自己的技术很自信; 针对 7 月,特别总结了第三份 iOS 常见大厂面试题(下);

iOS 面试题分为 上、中、下三部分,方便大家观看;

请先自己答一答

话不多说;直接上题本文收录:公众号【iOS 进阶宝典《iOS底层面试题(下篇)》】

13. 如何用 Charles 抓 HTTPS 的包?其中原理和流程是什么?

流程:

  • 首先在手机上安装 Charles 证书

  • 在代理设置中开启 Enable SSL Proxying

  • 之后添加需要抓取服务端的地址

原理:

Charles作为中间人,对客户端伪装成服务端,对服务端伪装成客户端。简单来说:

  • 截获客户端的 HTTPS 请求,伪装成中间人客户端去向服务端发送 HTTPS 请求

  • 接受服务端返回,用自己的证书伪装成中间人服务端向客户端发送数据内容。

具体流程如下图:扯一扯HTTPS单向认证、双向认证、抓包原理、反抓包策略



14. 什么是中间人攻击?如何避免?

中间人攻击就是截获到客户端的请求以及服务器的响应,比如Charles抓取 HTTPS 的包就属于中间人攻击。

避免的方式:客户端可以预埋证书在本地,然后进行证书的比较是否是匹配的

15. 了解编译的过程么?分为哪几个步骤?

1:预编译:主要处理以“#”开始的预编译指令。

2:编译:

  • 词法分析:将字符序列分割成一系列的记号。

  • 语法分析:根据产生的记号进行语法分析生成语法树。

  • 语义分析:分析语法树的语义,进行类型的匹配、转换、标识等。

  • 中间代码生成:源码级优化器将语法树转换成中间代码,然后进行源码级优化,比如把 1+2 优化为 3。中间代码使得编译器被分为前端和后端,不同的平台可以利用不同的编译器后端将中间代码转换为机器代码,实现跨平台。

  • 目标代码生成:此后的过程属于编译器后端,代码生成器将中间代码转换成目标代码(汇编代码),其后目标代码优化器对目标代码进行优化,比如调整寻址方式、使用位移代替乘法、删除多余指令、调整指令顺序等。

3:汇编:汇编器将汇编代码转变成机器指令。

  • 静态链接:链接器将各个已经编译成机器指令的目标文件链接起来,经过重定位过后输出一个可执行文件。

  • 装载:装载可执行文件、装载其依赖的共享对象。

  • 动态链接:动态链接器将可执行文件和共享对象中需要重定位的位置进行修正。

最后,进程的控制权转交给程序入口,程序终于运行起来了。

16. 静态链接了解么?静态库和动态库的区别?

静态链接是指将多个目标文件合并为一个可执行文件,直观感觉就是将所有目标文件的段合并。需要注意的是可执行文件与目标文件的结构基本一致,不同的是是否“可执行”。

  • 静态库:链接时完整地拷贝至可执行文件中,被多次使用就有多份冗余拷贝。

  • 动态库:链接时不复制,程序运行时由系统动态加载到内存,供程序调用,系统只加载一次,多个程序共用,节省内存。

17. App 网络层有哪些优化策略?

  • 优化 DNS 解析和缓存

  • 对传输的数据进行压缩,减少传输的数据

  • 使用缓存手段减少请求的发起次数

  • 使用策略来减少请求的发起次数,比如在上一个请求未着地之前,不进行新的请求

  • 避免网络抖动,提供重发机制

18:[self class] 与 [super class]

@implementation Son : Father
(id)init { self = [super init]; if (self) { NSLog(@"%@", NSStringFromClass([self class])); NSLog(@"%@", NSStringFromClass([super class])); } return self; } @end
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self 和 super 的区别:

  • self 是类的一个隐藏参数,每个方法的实现的第一个参数即为self

  • super 并不是隐藏参数,它实际上只是一个**”编译器标示符”**,它负责告诉编译器,当调用方法时,去调用父类的方法,而不是本类中的方法。

在调用[super class]的时候,runtime会去调用objc_msgSendSuper方法,而不是objc_msgSend

OBJC_EXPORT void objc_msgSendSuper(void /* struct objc_super *super, SEL op, ... */ )/// Specifies the superclass of an instance.struct objc_super {/// Specifies an instance of a class.__unsafe_unretained id receiver;/// Specifies the particular superclass of the instance to message. # if !defined(__cplusplus) &&  !__OBJC2__/* For compatibility with old objc-runtime.h header */__unsafe_unretained Class class;# else__unsafe_unretained Class super_class;# endif/* super_class is the first class to search */}
复制代码

objc_msgSendSuper方法中,第一个参数是一个objc_super的结构体,这个结构体里面有两个变量,一个是接收消息的receiver,一个是当前类的父类super_class

objc_super结构体指向的superClass父类的方法列表开始查找 selector,父类找到了,父类就执行这个方法。

class 方法的内部实现:

- (Class)class {return object_getClass(self);}
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在 class 方法内,默认传入的是 self, 无论调用者是谁。

所以这个道题的答案就出来了: 两个打印的都是当前的类。

18.isKindOfClass 与 isMemberOfClass

下面代码输出什么?

@interface Sark : NSObject@end
@implementation Sark@end
int main(int argc, const char * argv[]) {@autoreleasepool {BOOL res1 = [(id)[NSObject class] isKindOfClass:[NSObject class]];BOOL res2 = [(id)[NSObject class] isMemberOfClass:[NSObject class]];BOOL res3 = [(id)[Sark class] isKindOfClass:[Sark class]];BOOL res4 = [(id)[Sark class] isMemberOfClass:[Sark class]];
NSLog(@"%d %d %d %d", res1, res2, res3, res4);}return 0;}
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先来分析一下源码这两个函数的对象实现

+ (Class)class {return self;}
(Class)class { return object_getClass(self); }
Class object_getClass(id obj){if (obj) return obj->getIsa();else return Nil;}
inline Classobjc_object::getIsa(){if (isTaggedPointer()) {uintptr_t slot = ((uintptr_t)this >> TAG_SLOT_SHIFT) & TAG_SLOT_MASK;return objc_tag_classes[slot];}return ISA();}
inline Classobjc_object::ISA(){assert(!isTaggedPointer());return (Class)(isa.bits & ISA_MASK);}(BOOL)isKindOfClass:(Class)cls { for (Class tcls = object_getClass((id)self); 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; }
(BOOL)isMemberOfClass:(Class)cls { return object_getClass((id)self) == cls; }
(BOOL)isMemberOfClass:(Class)cls { return [self class] == cls; }
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首先题目中 NSObject 和 Sark 分别调用了 class 方法。

  • + (BOOL)isKindOfClass:(Class)cls方法内部,会先去获得object_getClass的类,而object_getClass的源码实现是去调用当前类的obj->getIsa(),最后在ISA()方法中获得meta class的指针。

  • 接着在isKindOfClass中有一个循环,先判断class是否等于meta class,不等就继续循环判断是否等于super class,不等再继续取super class,如此循环下去。

  • [NSObject class]执行完之后调用isKindOfClass,第一次判断先判断NSObject 和 NSObjectmeta class是否相等,之前讲到meta class的时候放了一张很详细的图,从图上我们也可以看出,NSObjectmeta class与本身不等。

  • 接着第二次循环判断NSObjectmeta classsuperclass是否相等。还是从那张图上面我们可以看到:Root class(meta) 的superclass 就是 Root class(class),也就是NSObject本身。所以第二次循环相等,于是第一行res1输出应该为YES

  • 同理,[Sark class]执行完之后调用isKindOfClass,第一次for循环,SarkMeta Class[Sark class]不等,第二次for循环Sark Meta Class的super class 指向的是 NSObject Meta Class, 和 Sark Class不相等。

  • 第三次 for 循环,NSObject Meta Classsuper class指向的是NSObject Class,和 Sark Class 不相等。第四次循环,NSObject Class的 super class 指向 nil, 和 Sark Class不相等。第四次循环之后,退出循环,所以第三行的res3输出为NO

  • 如果把这里的 Sark 改成它的实例对象,[sark isKindOfClass:[Sark class],那么此时就应该输出YES了。因为在isKindOfClass函数中,判断 sark 的meta class是自己的元类Sark,第一次 for 循环就能输出YES了。

  • isMemberOfClass的源码实现是拿到自己的isa指针和自己比较,是否相等。

  • 第二行isa 指向 NSObject 的 Meta Class,所以和 NSObject Class不相等。第四行,isa指向SarkMeta Class,和Sark Class也不等,所以第二行res2和第四行res4都输出 NO。

19.Class 与内存地址

下面的代码会?**Compile Error / Runtime Crash / NSLog…?**

@interface Sark : NSObject@property (nonatomic, copy) NSString *name;
(void)speak; @end @implementation Sark(void)speak { NSLog(@"my name's %@", [self.name](http://self.name/)); } @end @implementation ViewController(void)viewDidLoad { [super viewDidLoad]; id cls = [Sark class]; void *obj = &cls; [(__bridge id)obj speak]; } @end
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这道题有两个难点。

  • 难点一:obj调用speak方法,到底会不会崩溃。

  • 难点二:如果speak方法不崩溃,应该输出什么?

首先需要谈谈隐藏参数 self 和_cmd 的问题。 当[receiver message]调用方法时,系统会在运行时偷偷地动态传入两个隐藏参数self_cmd,之所以称它们为隐藏参数,是因为在源代码中没有声明和定义这两个参数。self在已经明白了,接下来就来说说_cmd_cmd表示当前调用方法,其实它就是一个方法选择器SEL

难点一,能不能调用speak方法?

id cls = [Sark class];void *obj = &cls;
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答案是可以的。obj被转换成了一个指向Sark Class的指针,然后使用id转换成了objc_object类型。obj现在已经是一个Sark类型的实例对象了。当然接下来可以调用 speak 的方法。

难点二,如果能调用speak,会输出什么呢?

很多人可能会认为会输出 sark 相关的信息。这样答案就错误了。

正确的答案会输出

my name is <ViewController: 0x7ff6d9f31c50>

内存地址每次运行都不同,但是前面一定是ViewController。why?

我们把代码改变一下,打印更多的信息出来。

- (void)viewDidLoad {[super viewDidLoad];NSLog(@"ViewController = %@ , 地址 = %p", self, &self);id cls = [Sark class];NSLog(@"Sark class = %@ 地址 = %p", cls, &cls);void *obj = &cls;NSLog(@"Void *obj = %@ 地址 = %p", obj,&obj);[(__bridge id)obj speak];Sark *sark = [[Sark alloc]init];NSLog(@"Sark instance = %@ 地址 = %p",sark,&sark);[sark speak];}
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我们把对象的指针地址都打印出来。输出结果:

ViewController = <ViewController: 0x7fb570e2ad00> , 地址 = 0x7fff543f5aa8Sark class = Sark 地址 = 0x7fff543f5a88Void *obj = <Sark: 0x7fff543f5a88> 地址 = 0x7fff543f5a80
my name is <ViewController: 0x7fb570e2ad00>
Sark instance = <Sark: 0x7fb570d20b10> 地址 = 0x7fff543f5a78my name is (null)
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objc_msgSendSuper2 解读

// objc_msgSendSuper2() takes the current search class, not its superclass.OBJC_EXPORT id objc_msgSendSuper2(struct objc_super *super, SEL op, ...)__OSX_AVAILABLE_STARTING(__MAC_10_6, __IPHONE_2_0);
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objc_msgSendSuper2 方法入参是一个 objc_super *super。

/// Specifies the superclass of an instance.struct objc_super {/// Specifies an instance of a class.__unsafe_unretained id receiver;/// Specifies the particular superclass of the instance to message. # if !defined(__cplusplus) && !**OBJC2**/* For compatibility with old objc-runtime.h header */__unsafe_unretained Class class;# else__unsafe_unretained Class super_class;# endi/* super_class is the first class to search */};# endif
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所以按 viewDidLoad 执行时各个变量入栈顺序从高到底为self_cmdself.classselfobj

  • 第一个self和第二个_cmd是隐藏参数。

  • 第三个self.class和第四个self[super viewDidLoad]方法执行时候的参数。

  • 在调用self.name的时候,本质上是self指针在内存向高位地址偏移一个指针。在 32 位下面,一个指针是4字节=4*8bit=32bit(64 位不一样但是思路是一样的)

  • 从打印结果我们可以看到,obj就是cls的地址。在obj向上偏移32bit就到了0x7fff543f5aa8,这正好是ViewController的地址。

所以输出为 my name is **<ViewController: 0x7fb570e2ad00>**

至此,Objc中的对象到底是什么呢?

实质:Objc中的对象是一个指向ClassObject地址的变量,即 id obj = &ClassObject , 而对象的实例变量 void *ivar = &obj + offset(N)

加深一下对上面这句话的理解,下面这段代码会输出什么?

- (void)viewDidLoad {[super viewDidLoad];

NSLog(@"ViewController = %@ , 地址 = %p", self, &self);
NSString *myName = @"halfrost";
id cls = [Sark class];NSLog(@"Sark class = %@ 地址 = %p", cls, &cls);
void *obj = &cls;NSLog(@"Void *obj = %@ 地址 = %p", obj,&obj);
[(__bridge id)obj speak];
Sark *sark = [[Sark alloc]init];NSLog(@"Sark instance = %@ 地址 = %p",sark,&sark);
[sark speak];
}ViewController = <ViewController: 0x7fff44404ab0> , 地址 = 0x7fff56a48a78Sark class = Sark 地址 = 0x7fff56a48a50Void *obj = <Sark: 0x7fff56a48a50> 地址 = 0x7fff56a48a48
my name is halfrost
Sark instance = <Sark: 0x6080000233e0> 地址 = 0x7fff56a48a40my name is (null)
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由于加了一个字符串,结果输出就完全变了,[(__bridge id)obj speak];这句话会输出“my name is halfrost”

原因还是和上面的类似。按viewDidLoad执行时各个变量入栈顺序从高到底为self_cmdself.classselfmyNameobjobj往上偏移 32 位,就是myName字符串,所以输出变成了输出myName了。

20. 排序题:冒泡排序,选择排序,插入排序,快速排序(二路,三路)能写出那些?

这里简单的说下几种快速排序的不同之处,随机快排,是为了解决在近似有序的情况下,时间复杂度会退化为O(n^2),双路快排是为了解决快速排序在大量数据重复的情况下,时间复杂度会退化为O(n^2),三路快排是在大量数据重复的情况下,对双路快排的一种优化。

  • 冒泡排序

extension Array where Element : Comparable{public mutating func bubbleSort() {let count = self.countfor i in 0..<count {for j in 0..<(count - 1 - i) {if self[j] > self[j + 1] {(self[j], self[j + 1]) = (self[j + 1], self[j])}}}}}
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  • 选择排序

extension Array where Element : Comparable{public mutating func selectionSort() {let count = self.countfor i in 0..<count {var minIndex = ifor j in (i+1)..<count {if self[j] < self[minIndex] {minIndex = j}}(self[i], self[minIndex]) = (self[minIndex], self[i])}}}
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  • 插入排序

extension Array where Element : Comparable{public mutating func insertionSort() {let count = self.countguard count > 1 else { return }for i in 1..<count {var preIndex = i - 1let currentValue = self[i]while preIndex >= 0 && currentValue < self[preIndex] {self[preIndex + 1] = self[preIndex]preIndex -= 1}self[preIndex + 1] = currentValue}}}
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  • 快速排序

extension Array where Element : Comparable{public mutating func quickSort() {func quickSort(left:Int, right:Int) {guard left < right else { return }var i = left + 1,j = leftlet key = self[left]while i <= right {if self[i] < key {j += 1(self[i], self[j]) = (self[j], self[i])}i += 1}(self[left], self[j]) = (self[j], self[left])quickSort(left: j + 1, right: right)quickSort(left: left, right: j - 1)}quickSort(left: 0, right: self.count - 1)}}
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  • 随机快排

extension Array where Element : Comparable{public mutating func quickSort1() {func quickSort(left:Int, right:Int) {guard left < right else { return }let randomIndex = Int.random(in: left...right)(self[left], self[randomIndex]) = (self[randomIndex], self[left])var i = left + 1,j = leftlet key = self[left]while i <= right {if self[i] < key {j += 1(self[i], self[j]) = (self[j], self[i])}i += 1}(self[left], self[j]) = (self[j], self[left])quickSort(left: j + 1, right: right)quickSort(left: left, right: j - 1)}quickSort(left: 0, right: self.count - 1)}}
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  • 双路快排

extension Array where Element : Comparable{public mutating func quickSort2() {func quickSort(left:Int, right:Int) {guard left < right else { return }let randomIndex = Int.random(in: left...right)(self[left], self[randomIndex]) = (self[randomIndex], self[left])var l = left + 1, r = rightlet key = self[left]while true {while l <= r && self[l] < key {l += 1}while l < r && key < self[r]{r -= 1}if l > r { break }(self[l], self[r]) = (self[r], self[l])l += 1r -= 1}(self[r], self[left]) = (self[left], self[r])quickSort(left: r + 1, right: right)quickSort(left: left, right: r - 1)}quickSort(left: 0, right: self.count - 1)}}
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  • 三路快排

// 三路快排extension Array where Element : Comparable{    public mutating func quickSort3() {        func quickSort(left:Int, right:Int) {            guard left < right else { return }            let randomIndex = Int.random(in: left...right)            (self[left], self[randomIndex]) = (self[randomIndex], self[left])            var lt = left, gt = right            var i = left + 1            let key = self[left]            while i <= gt {                if self[i] == key {                    i += 1                }else if self[i] < key{                    (self[i], self[lt + 1]) = (self[lt + 1], self[i])                    lt += 1                    i += 1                }else {                    (self[i], self[gt]) = (self[gt], self[i])                    gt -= 1                }
} (self[left], self[lt]) = (self[lt], self[left]) quickSort(left: gt + 1, right: right) quickSort(left: left, right: lt - 1) } quickSort(left: 0, right: self.count - 1) }}
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