iOS 底层面试题（下篇）

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发布于: 7 小时前

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

在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。

从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 NSObject的meta 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，NSObject的meta class与本身不等。
接着第二次循环判断NSObject与meta class的superclass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，Sark的Meta Class与[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 Class的super 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Sark的Meta 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和_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

复制代码

所以按 viewDidLoad 执行时各个变量入栈顺序从高到底为self, _cmd, self.class, self, obj。

第一个self和第二个_cmd是隐藏参数。
第三个self.class和第四个self是[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，_cmd，self.class，self，myName，obj。obj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)}}

复制代码

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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14. 什么是中间人攻击？如何避免？

15. 了解编译的过程么？分为哪几个步骤？

16. 静态链接了解么？静态库和动态库的区别？

17. App 网络层有哪些优化策略？

18：[self class] 与 [super class]

18.isKindOfClass 与 isMemberOfClass

19.Class 与内存地址

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①　Swift

②　iOS底层技术

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