面试题
1. Category的使用场合是什么？
2. Category的实现原理
- Category编译之后的底层结构是struct category_t，里面存储着分类的对象方法、类方法、属性、协议信息
- 在程序运行的时候，runtime会将Category的数据，合并到类信息中（类对象、元类对象中）
3. Category和Class Extension的区别是什么？
- Class Extension在编译的时候，它的数据就已经包含在类信息中
- Category是在运行时，才会将数据合并到类信息中
4. Category中有load方法吗？load方法是什么时候调用的？load 方法能继承吗？
有load方法
load方法在runtime加载类、分类的时候调用
load方法可以继承，但是一般情况下不会主动去调用load方法，都是让系统自动调用
图解佐证
解释：[Student load];，即走objc_msgSend消息机制，先通过isa指针找到其类，发现类中没有实现该方法，然后通过superclass找到其父类，发现父类有实现，但是分类方法在前面，后面参与编译的在前面，所以最终调用的是分类Person(Eat)方法。
5.Category能否添加成员变量？如果可以，如何给Category添加成员变量？
- 不能直接给Category添加成员变量，但是可以间接实现Category有成员变量的效果
6. load、initialize方法的区别什么？它们在category中的调用的顺序？以及出现继承时他们之间的调用过程？
load、initialize方法的区别什么？
1.调用方式
1> load是根据函数地址直接调用
2> initialize是通过objc_msgSend调用
2.调用时刻
1> load是runtime加载类、分类的时候调用（只会调用1次）
2> initialize是类第一次接收到消息的时候调用，每一个类只会initialize一次（父类的initialize方法可能会被调用多次）
load、initialize的调用顺序？
1.load
1> 先调用类的load
a) 先编译的类，优先调用load
b) 调用子类的load之前，会先调用父类的load
2> 再调用分类的load
a) 先编译的分类，优先调用load
2.initialize
1> 先初始化父类
2> 再初始化子类（可能最终调用的是父类的initialize方法）
Category的底层结构
-
定义在objc-runtime-new.h中
struct _category_t {
const char *name;
struct _class_t *cls;
const struct _method_list_t *instance_methods; // 对象方法列表
const struct _method_list_t *class_methods; // 类方法列表
const struct _protocol_list_t *protocols; // 协议列表
const struct _prop_list_t *properties; // 属性列表
};
1.从结构体可以知道，有
属性列表,所以分类可以声明属性，但是分类只会生成该属性对应的get和set的声明，没有去实现该方法。
2.结构体没有成员变量列表，所以不能声明成员变量。
源码解读顺序-
objc-os.mm
- _objc_init
- map_images
- map_images_nolock
-
objc-runtime-new.mm
- _read_images
- remethodizeClass
- attachCategories
- attachLists
- realloc、memmove、 memcpy
Category的加载处理过程
- 1.通过Runtime加载某个类的所有Category数据
- 2.把所有Category的方法、属性、协议数据，合并到一个大数组中,后面参与编译的Category数据，会在数组的前面
- 3.将合并后的分类数据（方法、属性、协议），插入到类原来数据的前面
合并方法图解
- 代码例子佐证
// 原来的类和分类看Demo，这里就不列举出来了
// 开始调用
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
// insert code here...
Person *person = [[Person alloc] init];
[person run];
// objc_msgSend(person, @selector(run));
[person test];
// objc_msgSend(person, @selector(eat));
[person eat];
// 通过runtime动态将分类的方法合并到类对象、元类对象zhong
}
return 0;
}
运行结果
通过运行结果可知，分类方法会覆盖原来类对象方法，并且最后参与编译的会在调用顺序最前面。
+load方法
+load方法会在runtime加载类、分类时调用
每个类、分类的+load，在程序运行过程中只调用一次
-
调用顺序- 1.先调用类的+load
- 按照编译先后顺序调用（先编译，先调用）
- 调用子类的+load之前会先调用父类的+load
- 2.再调用分类的+load
- 按照编译先后顺序调用（先编译，先调用）
- 1.先调用类的+load
代码例子及图解佐证
通过打印结果，+load调用顺序符合上述提到的调用顺序
objc4源码解读过程：objc-os.mm
_objc_init
load_images
-
prepare_load_methods
- schedule_class_load
- add_class_to_loadable_list
- add_category_to_loadable_list
-
call_load_methods
- call_class_loads
- call_category_loads
- (*load_method)(cls, SEL_load)
+load方法是根据方法地址直接调用，并不是经过objc_msgSend函数调用
+ initialize方法讲解
+initialize方法会在类第一次接收到消息时调用- 调用顺序
- 先调用父类的+initialize，再调用子类的+initialize
- (先初始化父类，再初始化子类，每个类只会初始化1次)
objc4源码解读过程
-
objc-msg-arm64.s- objc_msgSend
-
objc-runtime-new.mm- class_getInstanceMethod
- lookUpImpOrNil
- lookUpImpOrForward
- _class_initialize
- callInitialize
- objc_msgSend(cls, SEL_initialize)
项目例子佐证 -
每个类都实现了+ initialize方法
并不是每一个类都实现了+ initialize方法
先调用父类的+initialize，再调用子类的+initialize(先初始化父类，再初始化子类，每个类只会初始化1次)
解析
1.[Student alloc]会调用+initialize方法，因为他有父类Person，所以先调用Person的+initialize方法，又因为分类在前面，所以调用了Person(Test2)的+initialize方法。但是他自己本身没有实现+initialize方法，所以会去父类查找，然后分类方法在前面，所以调用了Person(Test2)的+initialize方法。
2.[Teacher alloc]会调用+initialize方法，因为他有父类Person，所以先调用Person的+initialize方法，但是前面已经初始化过了，所以跳过，调用自己的+initialize方法，但是因为他自己没有实现+initialize方法，所以调用父类的+initialize方法，又因为分类方法在前面，所以调用Person(Test) +initialize方法。
3.[Person alloc]，因为前面已经初始化过了，所以不会再调+initialize方法，所以这里不打印。
+initialize和+load的区别
- +initialize是通过objc_msgSend进行调用的，所以有以下特点
- 如果子类没有实现+initialize，会调用父类的+initialize（所以父类的+initialize可能会被调用多次）
- 如果分类实现了+initialize，就覆盖类本身的+initialize调用
二 分类为啥不能添加属性（成员变量）
注意：
1.分类是用于给原有类添加方法的,因为分类的结构体指针中，没有成员变量列表。所以< 原则上讲它只能添加方法, 不能添加成员变量,实际上可以通过其它方式添加成员变量 ;
2.分类中的可以写@property, 但只会生成对应set和get方法的声明，不会去实现setter/getter方法以及私有的成员变量（编译时会报警告）;
3.可以在分类中访问原有类中.h中的属性;
实例代码如下:
- Student.h
@interface Student : NSObject
/** class */
@property(nonatomic, copy)NSString *className;
@end
- Student+Extern.h
@interface Student (Extern)
/** name */
@property(nonatomic, copy)NSString *name;
@end
那么问题来了：
1.为什么在分类中声明属性时，运行不会出错呢？
2.既然分类不让添加属性，那为什么我写了@property仍然还以编译通过呢？
接下来我们探究下分类不能添加属性的实质原因：
1.我们知道在一个类中用@property声明属性，编译器会自动帮我们生成
_成员变量和setter/getter，但分类的指针结构体中，根本没有成员变量列表。所以在分类中用@property声明属性，既无法生成_成员变量也无法生成setter/getter的实现。
2.因此结论是：我们可以用@property声明属性，编译和运行都会通过，只要不使用程序也不会崩溃。但如果调用了_成员变量和setter/getter方法，报错就在所难免了。
实例代码 - 访问_成员变量
- Student.m
- (instancetype)init {
self = [super init];
if (self) {
_className = @"大学";
_name = @"";
}
return self;
}
直接报错
实例代码 - 使用点语法赋值
Student *stu = [[Student alloc] init];
stu.name = @"韩雪";
运行结果 - 奔溃
实例代码 - 使用点语法取值
Student *stu = [[Student alloc] init];
NSLog(@"name = %@",stu.name);
运行结果 - 奔溃
2.2 面试题
2.2.1 能否向编译后得到的类中增加实例变量？
不能
分析：因为编译后的类已经注册在runtime中，类结构体中的objec_ivar_list实例变量的链表和instance_size实例变量的内存大小已经确定，同时runtime会调用class_setIvarLayout或class_setWeakIvarLayout来处理strong，weak引用，所以不能向存在的类中增加实例变量。
2.2.1 能否向运行时创建的类中增加实例变量？
可以
分析：运行时创建的类是可以添加实例变量，调用class_addIvar函数，但是得在调用objc_allocateClassPair之后，objc_registerClassPair之前，原因如上。
三 关联对象给分类添加属性
代码实现如下
- Student+Extern.m
#import "Student+Extern.h"
#import <objc/runtime.h>
static NSString *nameKey = @"nameKey"; //定义一个key值
@implementation Student (Extern)
- (void)setName:(NSString *)name {
objc_setAssociatedObject(self, &nameKey, name, OBJC_ASSOCIATION_COPY);
}
- (NSString *)name {
return objc_getAssociatedObject(self, &nameKey);
}
@end
外界调用
Student *stu = [[Student alloc] init];
stu.name = @"韩雪";
NSLog(@"name = %@",stu.name);
运行结果 - 关联成功
但是注意，以上代码仅仅是手动实现了setter/getter方法，但调用_成员变量依然报错。
三 类扩展（Class Extension）
Extension是Category的一个特例。类扩展与分类相比只少了分类的名称，所以称之为“匿名分类”。
其实开发当中，我们几乎天天在使用。对于有些人来说像是最熟悉的陌生人。
类扩展格式：
@interface XXX ()
//私有属性
//私有方法（如果不实现，编译时会报警,Method definition for 'XXX' not found）
@end
- 实例代码
@interface Student()
/** height */
@property(nonatomic, assign)int height;
- (void)printInfo;
@end
@implementation Student
@end
编译时警告
作用
- 为一个类添加额外的原来没有变量，方法和属性
- 一般的类扩展写到.m文件中
- 一般的私有属性写到.m文件中的类扩展中
类别与类扩展的区别：
- 1 类别中原则上只能增加方法（能添加属性的的原因只是通过runtime解决无setter/getter的问题而已）；
- 2 类扩展不仅可以增加方法，还可以增加实例变量（或者属性），只是该实例变量默认是
@private类型的（使用范围只能在自身类，而不是子类或其他地方）； - 3 类扩展中声明的方法没被实现，
编译器会报警，但是类别中的方法没被实现编译器是不会有任何警告的。这是因为类扩展是在编译阶段被添加到类中，而类别是在运行时添加到类中。 - 4 类扩展不能像类别那样拥有独立的实现部分（@implementation部分），也就是说，类扩展所声明的方法必须依托对应类的实现部分来实现。
- 5 定义在
.m文件中的类扩展方法为私有的，定义在.h 文件（头文件）中的类扩展方法为公有的。类扩展是在 .m 文件中声明私有方法的非常好的方式。
本文参考借鉴MJ的教程视频，非常感谢.
iOS分类(category),类扩展(extension)—史上最全攻略
