类 & isa 经典面试题分析

在iOS面试中关于类&isa的面试题有很多，其中有两道题是比较经典的，这里我来解读一下。
1、class_getInstanceMethod，class_getClassMethod
2、isKindOfClass 和 isMemberOfClass的区别

第一题的题目

@interface MCPerson : NSObject
{
    NSString *nickName;
}
@property (nonatomic,copy) NSString *name;
-(void)sayHello;
+(void)sayHappy;
@end

@implementation MCPerson
-(void)sayHello{
    NSLog(@"%s",__func__);
}
+(void)sayHappy{
    NSLog(@"%s",__func__);
}
@end

void mcInstanceMethod_classToMetaclass(Class pClass){
    
    const char *className = class_getName(pClass);
    Class metaClass = objc_getMetaClass(className);
    [[NSObject class] isKindOfClass:[NSObject class]];
    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));
    
    NSLog(@"%s - %p-%p-%p-%p",__func__,method1,method2,method3,method4);
}

void mcClassMethod_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));    
    
    NSLog(@"%s-%p-%p-%p-%p",__func__,method1,method2,method3,method4);
}

objc_getMetaClass：获取元类
class_getInstanceMethod：获取实例方法
class_getClassMethod：获取类方法
要求给出上述哪些方法存在，哪些方法不存在

首先看一下打印结果

pic0

首先我们必须要了解，实例方法、类方法分别存在哪里

实例方法以实例方法存在类中
类方法以实例方法存在元类中
class_getInstanceMethod 苹果官方文档的定义是：如果在传入的类或者类的父类中没有找到指定的实例方法，则返回NULL
class_getClassMethod 苹果官方文档的定义是：如果在传入的类或者类的父类中没有找到指定的类方法，则返回NULL
元类也是有父类的哦

知道这些，我们很清楚的就可以得到第一个函数的答案

//    类中有该实例方法 1
    Method method1 = class_getInstanceMethod(pClass, @selector(sayHello));
//    元类中没有该实例方法  0
    Method method2 = class_getInstanceMethod(metaClass, @selector(sayHello));
//    类中没有该实例方法，有这个类方法  0
    Method method3 = class_getInstanceMethod(pClass, @selector(sayHappy));
//    类方法以实例方法的形式存在元类中  1
    Method method4 = class_getInstanceMethod(metaClass, @selector(sayHappy));

第二个函数就有一些疑问了

  const char *className = class_getName(pClass);
    Class metaClass = objc_getMetaClass(className);
//   类中没有这个类方法
    Method method1 = class_getClassMethod(pClass, @selector(sayHello));
//   类中没有这个类方法
    Method method2 = class_getClassMethod(metaClass, @selector(sayHello));
// 类中有这个类方法
    Method method3 = class_getClassMethod(pClass, @selector(sayHappy));
// 为什么元类中有这个类方法，类方法不是以实例方法的形式存在元类中的吗？
    Method method4 = class_getClassMethod(metaClass, @selector(sayHappy));

    NSLog(@"%s-%p-%p-%p-%p-%p",__func__,method1,method2,method3,method4);

所以，我们需要看一下class_getClassMethod的底层实现

Method class_getClassMethod(Class cls, SEL sel)
{
    if (!cls  ||  !sel) return nil;

    return class_getInstanceMethod(cls->getMeta(), sel);
}

 Class getMeta() {
//如果是元类，直接返回，如果不是元类，返回当前类的元类
        if (isMetaClass()) return (Class)this;
        else return this->ISA();
    }

通过代码我们可以看到，class_getClassMethod在底层也是调用的class_getInstanceMethod方法，由于是元类，在中metaClass是元类，所以直接返回了自己，就相当于是在当前元类中找实例方法，所以找到了方法。

在元类中

 Method method4 = class_getClassMethod(metaClass, @selector(sayHappy));

等价于

 Method method4 = class_getInstanceMethod(metaClass, @selector(sayHappy));

总结：

class_getInstanceMethod：获取实例方法，如果指定的类或其父类不包含带有指定选择器的实例方法，则为NULL
class_getClassMethod：获取类方法，如果指定的类或其父类不包含具有指定选择器的类方法，则为NULL。如果传的类是元类，等价于调用class_getInstanceMethod方法
class_getMethodImplementation：获取方法的具体实现，如果未查找到，则进行消息转发，之后再详细解析

第二题：isKindOfClass 和 isMemberOfClass的区别

1、isKindOfClass可用于判断对象是否是一个类的成员，或者是该派生类的成员
2、isMemberOfClass可用于判断对象是否是当前类的成员

如下题，推测输出结果

void isClassEqual(){
    //-----使用 iskindOfClass & isMemberOfClass 类方法
    BOOL re1 = [(id)[NSObject class] isKindOfClass:[NSObject class]];       //
    BOOL re2 = [(id)[NSObject class] isMemberOfClass:[NSObject class]];     //
    BOOL re3 = [(id)[MCPerson class] isKindOfClass:[MCPerson class]];       //
    BOOL re4 = [(id)[MCPerson class] isMemberOfClass:[MCPerson class]];     //
    NSLog(@"\n re1 :%hhd\n re2 :%hhd\n re3 :%hhd\n re4 :%hhd\n",re1,re2,re3,re4);
}
void isInstanceEqual (){
    //-----使用 iskindOfClass & isMemberOfClass 类方法
    BOOL re5 = [(id)[NSObject alloc] isKindOfClass:[NSObject class]];       //
    BOOL re6 = [(id)[NSObject alloc] isMemberOfClass:[NSObject class]];     //
    BOOL re7 = [(id)[MCPerson alloc] isKindOfClass:[MCPerson class]];       //
    BOOL re8 = [(id)[MCPerson alloc] isMemberOfClass:[MCPerson class]];     //
    NSLog(@" re5 :%hhd\n re6 :%hhd\n re7 :%hhd\n re8 :%hhd\n",re5,re6,re7,re8);
}

先看下输出结果

pic1

分析源码

//第一次比较是 获取类的元类 与 传入类对比，再次之后的对比是获取上次结果的父类 与 传入 类进行对比
+ (BOOL)isKindOfClass:(Class)cls {
//    NSOBject-> isa 根元类
//    NSObject元类是根元类 根元类的父类是NSObject
//    NSObject VS NSObject -> NSObject元类 VS NSObject -> NSObject VS NSObject return YES;
//    MCPerson元类 的父类是NSObject元类
//    MCPerson VS MCPerson -> MCPerson元类 VS MCPerson -> NSObject元类 VS MCPerson ---- return NO
    for (Class tcls = self->ISA(); tcls; tcls = tcls->superclass) {
        if (tcls == cls) return YES;
    }
    return NO;
}

//第一次是获取对象的类 与 传入类对比，如果不相等，后续对比是继续获取上次 类的父类 与传入类进行对比
- (BOOL)isKindOfClass:(Class)cls {
//    NSObject 对象 VS NSObject  直接  NSObject类 VS NSObject类 return YES;
//    MCPerson 对象 VS MCPerson  直接 MCPerson类 VS MCPerson类 return YES;
    for (Class tcls = [self class]; tcls; tcls = tcls->superclass) {
        if (tcls == cls) return YES;
    }
    return NO;
}

// 获取元类进行比较
+ (BOOL)isMemberOfClass:(Class)cls {
    return self->ISA() == cls;
}
// 获取类进行比较
- (BOOL)isMemberOfClass:(Class)cls {
    return [self class] == cls;
}

然而理想很丰满，现实很骨感啊，isMemberOfClass是可以进入源码断点的，但是isKindOfClass不进断点，原因是llvm对isKindOfClass进行了优化。

断点进行调试，Debug-> Debug Workflow -> Always show Disassembly 显示汇编，找到了objc_opt_isKindOfClass方法，断点打进去试试

pic2

果然断住了

pic3

pic4

看到这里，基本就了解了，答案如下

pic1