前言

最近在群里看到有人發的一道面試題，題目如下:

@interface Spark : NSObject @property(nonatomic,copy) NSString *name; @end@implementation Spark- (void)speak { NSLog(@"My name is:%@",self.name); }@end@implementation ViewController- (void)viewDidLoad { [super viewDidLoad];  id cls = [Spark class];  void *obj = &cls;  [(__bridge id)obj speak];}

問題:上述代碼運行起來會:Complie error?|Runtime crash?|NSLog ?

最終問題就是這段代碼的運行結果。

過程

第一眼看這個問題，我直接就想說，這個東西啊，肯定是編譯報錯了、要不就是崩潰啊

所以我就跟著寫了些代碼，結果發現:

WTF? 怎么能運行，而且結果竟然還是

相信當你看到這個結果的時候會和我一樣吃驚，不和邏輯啊，怎么竟然能執行成功并且還打印出來當前controller了，不符合常理啊。

解析

對于計算機而言，不存在什么魔法，如果一段代碼能運行必然存在它的原理。

我們需要做的就是分析為什么能成功。

為什么調用不崩潰

我們需要了解，cls的意思。

cls在C語言里，就是一個指針，這個指針的內容指向Spark類

當我們通過void *obj = &cls;這個語句執行后，獲取的就是一個指向這個指針cls的指針

事實上在這一步操作實現后，obj 這個指針就已經具有Object-c對象的功能了，為什么呢？接下來我們可以看看runtime實現原理了，這里我只說一點

//對象struct objc_object { Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;};//類 struct objc_class { Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;#if !__OBJC2__ Class super_class     OBJC2_UNAVAILABLE; const char *name      OBJC2_UNAVAILABLE; long version      OBJC2_UNAVAILABLE; long info      OBJC2_UNAVAILABLE; long instance_size     OBJC2_UNAVAILABLE; struct objc_ivar_list *ivars    OBJC2_UNAVAILABLE; struct objc_method_list **methodLists   OBJC2_UNAVAILABLE; struct objc_cache *cache     OBJC2_UNAVAILABLE; struct objc_protocol_list *protocols   OBJC2_UNAVAILABLE;#endif} OBJC2_UNAVAILABLE;//方法列表struct objc_method_list { struct objc_method_list *obsolete   OBJC2_UNAVAILABLE; int method_count      OBJC2_UNAVAILABLE;#ifdef __LP64__ int space      OBJC2_UNAVAILABLE;#endif /* variable length structure */ struct objc_method method_list[1]   OBJC2_UNAVAILABLE;}        OBJC2_UNAVAILABLE;//方法struct objc_method { SEL method_name      OBJC2_UNAVAILABLE; char *method_types     OBJC2_UNAVAILABLE; IMP method_imp      OBJC2_UNAVAILABLE;}

上述簡介中部分是錯誤的，因為這個只是在<objc/runtime.h>中的顯示，但是覺得直接刪除又顯現不出更改。因而在此專門寫出，我會在下面給出正確的解釋與數據來源

struct objc_class : objc_object { // Class ISA; Class superclass; cache_t cache;  // formerly cache pointer and vtable class_data_bits_t bits;}

數據來源: 蘋果obj4開源代碼 第1012行 用以替換 上述簡述引用中的 objc_class

可以看到objc_object這個對象的首字段是isa 指向一個Class

也就是說，我們如果有一個指向Class的地址的指針，相當于這個對象就已經可以使用了，只是像他的成員變量等等的一系列值都還沒有被初始化。

所以接下來用(__bridge id)obj，調用是不會產生問題的

為什么能打印出ViewController對象?

這個問題就是由兩個小部分組成的

1.  name 這個屬性是什么時候賦的值?

2.  ViewController 這個對象是什么時候被傳入的？

首先我們需要先了解一下，一個類對象的數據是如何存儲的。

這里我就按照上文一樣引用很多的論證了，我們自己來探究

該上代碼了:

@interface Cls : NSObject @property(nonatomic,strong) NSString *test; @property(nonatomic,strong) NSString *test1;@end@implementation Cls- (void)printPrinter { NSLog(@"self:%p",self); NSLog(@"self.test:%p",&_test); NSLog(@"self.test1:%p",&_test1);}@end

接下來調用printPrinter,打印一下對象指針地址:

可以發現，指針偏移量成員變量和指針首地址差8個字節，每個成員變量與上一個成員變量偏移量也是8個字節。

完成到這一步，我們仍然沒有發現上述兩個問題是應該怎么解釋。但是我們知道了，一個Object-C 對象的指針，和它的成員變量的指針肯定是連續的。這就為接下來我們的分析提供了一些思路。

下一步，我在原本的題目中增加一行代碼:

[super viewDidLoad];NSString *str = @"11111"; id cls = [Spark class];

為啥要增加這行代碼呢，這步是經過深(瞎)思(J)熟(B)慮(試)，主要是考慮到函數內部的參數生成必然會需要地方存儲，但這部分存儲地址，我們是不知曉的，它的實現是被系統隱藏的。而我們的代碼又沒有明顯的設置相關代碼，那么必然是由這些條件實現的。所以當我們增加了這一行代碼后，不出意外的，打印結果變了

2018-11-29 20:49:39.254021+0800 test[1961:92498] My name is:11111

變成了 我們 上述的值，這一切都和猜想的差不多

于是一個基本設想就出來了:

因為棧上的地址結構和原本類的需求地址結構高度重合了，同時所有地址都能訪問到對應的值。我們通過棧的默認行為生成了一個Spark對象!

為了驗證，我們打印一下cls和str的指針堆棧地址

NSLog(@"cls address:%p str address:%p",&cls,&str);

2018-11-29 21:03:30.490989+0800 test[2129:122769] cls address:0x7ffeebf4fa00 str address:0x7ffeebf4fa08

我們可以看到他們之間相差也正好是8，而且正好和對象結構體定義的一模一樣。所以這也正好能說明我們上述的打印結果My name is:11111為什么會發生。

注:這個存在的原因是因為函數內部變量采用的小端模式，也就是將參數地址由棧區從高地址依次向低地址分配，所以我們打印cls地址會比str要小。

由此，第一個小問題就解決了，答案是因為我們在生成堆棧參數的時候，拼湊出了Spark對象的地址數據結構格式，和真正的對象地址數據結構一樣，所以self.name就是在生成cls的那一刻起內存地址就已經被賦值了。

接下來到下一個問題了ViewController 是什么時候傳入的?

在這一步里我們只能把目光向cls對象生成前執行的操作來看，[super viewDidLoad];我們只執行了這一步操作，那必然是這個操作產生的結果。為了驗證，我們可以更改一下調用順序

id cls = [Cls class]; [super viewDidLoad];

當我們進行這部操作后，會發現，執行speak方法時崩潰了，錯誤是EXC_BAC_ACCESS，說明是我們引用野指針了。
由此也可以證實，[super viewDidLoad];肯定做了一些騷操作，將ViewController的self壓入了棧區。

接下來我們就需要探究究竟做了什么操作，我們可以用如下的命令行代碼將ViewController.m重寫成c++代碼，然后觀看發生了什么。

xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc ViewController.m -o ViewController.cpp

static void _I_ViewController_viewDidLoad(ViewController * self, SEL _cmd) { ((void (*)(__rw_objc_super *, SEL))(void *)objc_msgSendSuper)((__rw_objc_super){(id)self, (id)class_getSuperclass(objc_getClass("ViewController"))}, sel_registerName("viewDidLoad"));

我們可以發現原本這個方法里面會傳入兩個參數一個是self,一個是_cmd，當我們調用[super viewDidLoad]時，執行的方法中傳入了參數self，由此將self做為一個值壓入了棧中，但是_cmd這個參數并未被使用，因此，沒有被壓入棧中。

至此，這個問題已經被解釋出來了。

答案

所有NSObject對象的首地址都是指向這個對象的所屬類。這個條件是充要條件。反過來說，如果一個地址指向某個類，我們就可以把這個地址當成對象去用。所以編譯是會通過的，也不會報unrecognized selector的錯誤。

打印結果會是ViewController對象的原因是因為cls在棧上的數據結構符合了它作為真實的類時候的數據結構，cls.name原本地址正好是棧上ViewController對象地址，因此NSLog能打印出<ViewController >

思索

這類問題，考察的東西很深，并且結合了很多知識點。但是當我們拿到面試題并且能進行思索的時候一定要好好的考慮，我對這道題的想法，也是在不斷的試驗中逐漸的完善，并且嘗試了很多。其實找面試題為什么是這個答案的過程和，找代碼找bug的流程都是類似的，都是排除變量，逐步探索，最終將探索過程和概念結合。

總結

以上就是這篇文章的全部內容了，希望本文的內容對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對VEVB武林網的支持。