Swift 面试题

[imzyf]

http://www.code4app.com/blog-822721-1512.html

类（class）和结构体（struct）有什么区别？

Swift 中，类是引用类型，结构体是值类型。值类型在传递和赋值时将进行复制，而引用类型则只会使用引用对象的一个"指向"。所以他们两者之间的区别就是两个类型的区别。

class Temperature {
  var value: Float = 37.0
}
class Person {
  var temp: Temperature?

  func sick() {
    temp?.value = 41.0
  }
}
let A = Person()
let B = Person()
let temp = Temperature()
A.temp = temp
B.temp = temp
A.sick()

上面这段代码，由于 Temperature 是 class ，为引用类型，故 A 的 temp 和 B 的 temp指向同一个对象。A 的 temp修改了，B 的 temp 也随之修改。这样 A 和 B 的 temp 的值都被改成了41.0。如果将 Temperature 改为 struct，为值类型，则 A 的 temp 修改不影响 B 的 temp。

内存中，引用类型诸如类是在堆（heap）上，而值类型诸如结构体实在栈（stack）上进行存储和操作。相比于栈上的操作，堆上的操作更加复杂耗时，所以苹果官方推荐使用结构体，这样可以提高 App 运行的效率。

class有这几个功能struct没有的：

• class可以继承，这样子类可以使用父类的特性和方法
• 类型转换可以在runtime的时候检查和解释一个实例的类型
• 可以用deinit来释放资源
• 一个类可以被多次引用

struct也有这样几个优势：

• 结构较小，适用于复制操作，相比于一个class的实例被多次引用更加安全。
• 无须担心内存memory leak或者多线程冲突问题

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Swift 是面向对象还是函数式的编程语言?

Swift 既是面向对象的，又是函数式的编程语言。

说 Swift 是面向对象的语言，是因为 Swift 支持类的封装、继承、和多态，从这点上来看与 Java 这类纯面向对象的语言几乎毫无差别。

说 Swift 是函数式编程语言，是因为 Swift 支持 map, reduce, filter, flatmap 这类去除中间状态、数学函数式的方法，更加强调运算结果而不是中间过程。

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请说明并比较以下关键词：Open, Public, Internal, Fileprivate, Private

Swift 有五个级别的访问控制权限，从高到底依次为比如 Open, Public, Internal, File-private, Private。

他们遵循的基本原则是：高级别的变量不允许被定义为低级别变量的成员变量。比如一个 private 的 class 中不能含有 public 的 String。反之，低级别的变量却可以定义在高级别的变量中。比如 public 的 class 中可以含有 private 的 Int。

Open 具备最高的访问权限。其修饰的类和方法可以在任意 Module 中被访问和重写；它是 Swift 3 中新添加的访问权限。

Public 的权限仅次于 Open。与 Open 唯一的区别在于它修饰的对象可以在任意 Module 中被访问，但不能重写。

Internal 是默认的权限。它表示只能在当前定义的 Module 中访问和重写，它可以被一个 Module 中的多个文件访问，但不可以被其他的 Module 中被访问。

File-private 也是 Swift 3 新添加的权限。其被修饰的对象只能在当前文件中被使用。例如它可以被一个文件中的 class，extension，struct 共同使用。

Private 是最低的访问权限。它的对象只能在定义的作用域内使用。离开了这个作用域，即使是同一个文件中的其他作用域，也无法访问。

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请说明并比较以下关键词：strong, weak, unowned

Swift 的内存管理机制与 Objective-C一样为 ARC（Automatic Reference Counting）。它的基本原理是，一个对象在没有任何强引用指向它时，其占用的内存会被回收。反之，只要有任何一个强引用指向该对象，它就会一直存在于内存中。

• strong 代表着强引用，是默认属性。当一个对象被声明为 strong 时，就表示父层级对该对象有一个强引用的指向。此时该对象的引用计数会增加1。
• weak 代表着弱引用。当对象被声明为 weak 时，父层级对此对象没有指向，该对象的引用计数不会增加1。它在对象释放后弱引用也随即消失。继续访问该对象，程序会得到 nil，不亏崩溃
• unowned 与弱引用本质上一样。唯一不同的是，对象在释放后，依然有一个无效的引用指向对象，它不是 Optional 也不指向 nil。如果继续访问该对象，程序就会崩溃。

weak 和 unowned 的引入是为了解决由 strong 带来的循环引用问题。简单来说，就是当两个对象互相有一个强指向去指向对方，这样导致两个对象在内存中无法释放（详情请参考第3章第3节第8题）。

weak 和 unowned 的使用场景有如下差别：

• 当访问对象时该对象可能已经被释放了，则用 weak。比如 delegate 的修饰。
• 当访问对象确定不可能被释放，则用 unowned。比如 self 的引用。
• 实际上为了安全起见，很多公司规定任何时候都使用 weak 去修饰。

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用 Swift 实现或（||）操作

func ||(left: Bool, right: Bool) –> Bool {
  if left {
    return true
  } else {
    return right
  }
}

上面这种解法勉强正确，但是并不高效。或（||）操作的本质是当左边为真的时候，我们无需计算右边。而上面这种事先，是将右边默认值预先准备好，再传入进行操作。当右边值的计算十分复杂时会 造成了性能上的浪费。所以，上面这种做法违反了或（||）操作的本质。正确的实现方法如下：

func ||(left: Bool, right: @autoclosure () -> Bool) –> Bool {
  if left {
    return true
  } else {
    return right()
  }
}

autoclosure 可以将右边值的计算推迟到判定left 为 false 的时候，这样就可以避免第一种方法带来的不必要开销了。

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实现一个函数。求一个整型二维数组中所有元素之和

func sumPairs(_ nums: [[Int]]) -> Int { return nums.flatMap { $0 }.reduce(0) { $0 + $1 } }

Swift 有函数式编程的思想。其中 flatMap, map, reduce, filter 是其代表的方法。本题中考察了 flatMap 的降维思路，以及 reduce 的基本使用。相比于一般的 for 循环，这样的写法要更加得简洁漂亮。

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说说Swift为什么将String，Array，Dictionary设计成值类型？

要和Objective-C中相同的数据结构设计进行比较。Objective-C中，字符串，数组，字典，皆被设计为引用类型。

值类型相比引用类型，最大的优势在于内存使用的高效。值类型在栈上操作，引用类型在堆上操作。栈上的操作仅仅是单个指针的上下移动，而堆上的操作则牵涉到合并、移位、重新链接等。也就是说Swift这样设计，大幅减少了堆上的内存分配和回收的次数。同时copy-on-write又将值传递和复制的开销降到了最低。

String，Array，Dictionary设计成值类型，也是为了线程安全考虑。通过Swift的let设置，使得这些数据达到了真正意义上的“不变”，它也从根本上解决了多线程中内存访问和操作顺序的问题。

设计成值类型还可以提升API的灵活度。例如通过实现Collection这样的协议，我们可以遍历String，使得整个开发更加灵活高效。

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在Swift和Objective-C的混编项目中，如何在Swift文件中调用Objective-C文件中已经定义的方法？如何在Objective-C文件中调用Swift文件中定义的方法？

Swift中若要使用Objective-C代码，可以在ProjectName-Bridging-Header.h里添加Objective-C的头文件名称，Swift文件中即可调用相应的Objective-C代码。一般情况Xcode会在Swift项目中第一次创建Objective-C文件时自动创建ProjectName-Bridging-Header.h文件。

Objective-C中若要调用Swift代码，可以导入Swift生成的头函数ProjectName-Swift.h来实现。

Swift文件中若要规定固定的方法或属性暴露给Objective-C使用，可以在方法或属性前加上@objc来声明。如果该类是NSObject子类，那么Swift会在非private的方法或属性前自动加上@objc。

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用Swift 将协议（protocol）中的部分方法设计成可选（optional），该怎样实现？

@optional 和 @required 是 Objective-C 中特有的关键字。

Swift中，默认所有方法在协议中都是必须实现的。而且，协议里方法不可以直接定义 optional。先给出两种解决方案：

• 在协议和方法前都加上 @objc 关键字，然后再在方法前加上 optional 关键字。该方法实际上是把协议转化为Objective-C的方式然后进行可选定义。示例如下：

@objc protocol SomeProtocol {
  func requiredFunc()
  @objc optional func optionalFunc()
}

用扩展（extension）来规定可选方法。Swift中，协议扩展（protocol extension）可以定义部分方法的默认实现，这样这些方法在实际调用中就是可选实现的了。示例如下：

protocol SomeProtocol {
  func requiredFunc()
  func optionalFunc()
}
extension SomeProtocol {
  func optionalFunc() {
    print(“Dumb Implementation”)
  }
}
Class SomeClass: SomeProtocol {
  func requiredFunc() {
    print(“Only need to implement the required”)
  }
}

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要给一个UIButton增加一个点击后抖动的效果，该怎样实现?

个人推荐用protocol来解决。

• 实现一个自定义的UIButton类，在其中添加点击抖动效果的方法（shake方法）
• 写一个UIButton或者UIView的拓展（extension），然后在其中增加shake方法
• 定义一个protocol，然后在协议扩展（protocol extension）中添加shake方法

分析这三种方法：

在自定义的类中添加shake方法扩展性不好。如果shake方法被用在其他地方，又要在其他类中再添加一遍shake方法，这样代码复用性差。

在extension中实现虽然解决了代码复用性问题，但是可读性比较差。团队开发中并不是所有人都知道这个extension中存在shake方法，同时随着功能的扩展，extension中新增的方法会层出不穷，它们很难归类管理。

用协议定义解决了复用性、可读性、维护性三个难题。协议的命名（例如Shakeable）直接可以确定其实现的UIButton拥有相应shake功能；通过协议扩展，可以针对不同类实现特定的方法，可维护性也大大提高；因为协议扩展通用于所有实现对象，所以代码复用性也很高。

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试比较Swift和Objective-C中的初始化方法（init）有什么异同？

一言以蔽之，Swift中的初始化方法更加严格和准确。

Objective-C中，初始化方法无法保证所有成员变量都完成初始化；编译器对属性设置并无警告，但是实际操作中会出现初始化不完全的问题；初始化方法与普通方法并无实际差别，可以多次调用。

Swift中，初始化方法必须保证所有optional的成员变量都完成初始化。同时新增convenience和required两个修饰初始化方法的关键词。convenience只是提供一种方便的初始化方法，必须通过调用同一个类中designated初始化方法来完成。required是强制子类重写父类中所修饰的初始化方法。