iOS 面试策略之语言工具-Swift

本章节主要针对 iOS 的主流开发语言 Objective-C 和 Swift 进行分析和对比，同时也整理了 Xcode 编辑器的使用技巧和经验。

正所谓工欲善其事必先利其器，说的就是考察的是开发者对自己手头工具和语言特性的掌握。

在 iOS 开发中，语言的选择是最初的一步。现在苹果主推的编程语言是 Swift。

Swift 自 2014 年发布以来，已经历经 4 个版本的迭代。在 TIOBE 编程语言排行榜上的目前位列 12 位，超过 Ruby 并远远甩开其上代语言 Objective-C。从性能上来说，它的速度是 Objective-C 的 2.6 倍，Python 的 8.4 倍。更重要的是，Swift 是一门开源的语言，它的质量和进步接受着整个业界的建议、监督、关注。无论从哪个角度讲，Swift 都将取代 Objective-C，成为 iOS 开发的主流语言。

所以在面试中，我们会看到关于 Swift 的问题越来越多。对于这门语言的熟悉度，成为判断一个工程师水准的重要标准之一。下面的题目将会从实战和理论两个角度来探讨 Swift 的特性。

理论题

1. 类（class）和结构体（struct）有什么区别？

关键词：#引用类型 #值类型

在 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。

举个简单的例子，代码如下：

代码语言：txt复制

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。

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内存中，引用类型诸如类是在堆（heap）上，而值类型诸如结构体是在栈（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。

加分回答：

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。

类似问题：

引用类型和值类型有什么区别？ Struct 相比 class 在使用上有什么优势？

2. Swift 是面向对象还是函数式的编程语言？

关键词：#面向对象 #函数式编程

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。

类似问题：

为什么说 Swift 是函数式的编程语言？

3. 在 Swift 中，什么是可选型（optional）？

关键词：#Optional #nil

在 Swift 中，可选型是为了表达当一个变量值为空的情况。当一个值为空时，它就是 nil。Swift 中无论是引用类型或是值类型的变量，都可以是可选型变量。举个例子：

代码语言：txt复制

// 值类型Float，value 默认值为37.0
var value: Float? = 37.0
// 值类型String，key 默认值为 nil
var key: String? = nil
// 引用类型 UIImage，image 默认值为 nil
let image: UIImage?

加分回答：

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Objective-C 中没有明确提出可选型的概念，然而其引用类型却可以为 nil，以此来标识其变量值为空的情况。Swift 将这一理念扩大到值类型，并且明确提出了可选型的概念。

4.在 Swift 中，什么是泛型（Generics）？

关键词：#泛型

泛型在 Swift 中主要为增加代码的灵活性而生：它可以使得对应的代码满足任意类型的变量或方法。

举个简单的例子。我们要写出一个方法，可以交换两个 Int 值，一种写法如下：

代码语言：txt复制

func swap(_ a: inout Int, _ b: inout Int) {
  (a, b) = (b, a)
}

上面这种写法正确但并不高效。因为假如要再实现一个方法去交换两个 Float 值，那又得重写一遍。泛型就是为了解决这类问题而来，我们希望有一个一般性的方法，可以交换任意类型的变量：

代码语言：txt复制

func swap<T>(_ a: inout T, _ b: inout T) {
  (a, b) = (b, a)
}

注意，Swift 是类型安全的语言，所以这里交换的两个变量其类型必须一致。

5. 请说明并比较以下关键词：Open, Public, Internal, File-private, Private

关键词：#访问控制权限

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不同 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及其对应的扩展内使用。离开了这个对象，即使是同一个文件中的对象，也无法访问。如果你正在跳槽或者正准备跳槽不妨动动小手，添加一下咱们的交流群101 295 1431来获取一份详细的大厂面试资料为你的跳槽多添一份保障。

类似问题：

Swift 3 中新引入的 Open 和 File-private 关键词有什么用？

6. 请说明并比较以下关键词：strong, weak, unowned

关键词：#引用类型 #内存管理

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，不会崩溃。
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。

加分回答：

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。

7. 在 Swift 中，怎样理解是 copy-on-write？

关键词：#内存管理

当值类型比如 struct 在复制时，复制的对象和原对象实际上在内存中指向同一个对象。当且仅当复制后的对象进行修改的时候，才会在内存中重新创建一个新的对象。举个例子：

代码语言：txt复制

// arrayA 是一个数组，为值类型
let arrayA = [1, 2, 3]
// arrayB 这个时候与 arrayA 在内存中是同一个东西，内存中并没有生成新的数组
var arrayB = arrayA
// arrayB 被修改了，此时 arrayB 在内存中变成了一个新的数组，而不是原来的 arrayA
arrayB.append(4)

上面的代码中我们可以看出，复制的数组和原数组共享同一个地址直到其中之一发生改变。这样设计使得值类型可以多次复制而无需耗费多余内存，只有变化的时候才会增加开销。因此内存的使用更加高效。

8. 什么是属性观察（Property Observer）？

关键词：#willSet #didSet

属性观察是指在当前类型内对特定属性进行监视，并作出响应的行为。它是 Swift 的特性，有两种，为 willSet 和 didSet。举个例子：

代码语言：txt复制

var title: String {
  willSet {
    print("将标题从(title)设置到(newValue)")
  }
  didSet {
    print("已将标题从(oldValue)设置到(title)")
  }
}

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上面这段代码对于 title 做了监听。当 title 发生改变前，willSet 对应的作用域将被执行，新的值是 newValue；当 title 发生改变之后，didSet 对应的作用域将被执行，原来的值为 oldValue。这就是属性观察。

加分回答：

初始化方法对属性的设定，以及在 willSet 和 didSet 中对属性的再次设定都不会触发属性观察的调用。

Swift 面试实战题

9. 结构体中修改成员变量的方法

关键词：#mutating

请问下面代码有什么问题？

代码语言：txt复制

protocol Pet {
  var name: String { get set }
}

struct MyDog: Pet {
  var name: String

  func changeName(name: String) {
    self.name = name
  }
}

应该在 func changeName(name: String) 前加上关键词 mutating，表示该方法将会修改结构体中自己的成员变量。

注意，在设计协议的时候，由于protocol 可以被 class 和 struct 或者 enum 实现，故而要考虑是否用 mutating 来修饰方法。

类（class）中不存在这个问题，因为类可以随意修改自己的成员变量。

10. 用 Swift 实现或（||）操作

关键词：#autoclosure

这题解法很多，下面给出一种最直接的解法：

代码语言：txt复制

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：

代码语言：txt复制

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。

11. 实现一个函数。输入是任一整数，输出要返回输入的整数 2

关键词：#柯里化

这道题看似简单，直接这样写：

代码语言：txt复制

func addTwo(_ num: Int) -> Int {
    return num   2
}

接下来面试官会说，那假如我要实现 4 呢？程序员想了一想，又定义了另一个方法：

代码语言：txt复制

func addFour(_ num: Int) -> Int {
    return num   4
}

这时面试官会问，假如我要实现返回 6, 8 的操作呢？能不能只定义一次方法呢？正确的写法是利用

Swift 的 Currying 特性：

代码语言：txt复制

func add(_ num: Int) -> (Int) -> Int {
  return { val in
    return num   val
  }
}

let addTwo = add(2), addFour = add(4), addSix = add(6), addEight = add(8)

Swift 中的柯里化（柯里化）特性是函数式编程思想的体现。它将接受多个参数的方法进行变形，并用高阶函数的方式进行处理，使整个代码更加灵活。

12. 实现一个函数。求 0 到 100（包括0和100）以内是偶数并且恰好是其他数字平方的数。

关键词：#函数式编程

这道题十分简单。最简单粗暴的写法如下：

代码语言：txt复制

func evenSquareNums(from: Int, to: Int) -> [Int] {
  var res = [Int]()

  for num in from...to where num % 2 == 0{
    if (from...to).contains(num * num) {
      res.append(num * num)
    }
  }

  return res
}

evenSquareNums(from: 0, to: 100)

上面的写法正确，但不够优雅。首先这个方法完全可以利用泛型进行优化，同时可以在创建 res 数组时加上 reserveCapacity 以保证其性能。其实面对这个题目，最简单直接的写法是用函数式编程的思路，一行既可以解决问题：

代码语言：txt复制

(0...10).map { $0 * $0 }.filter { $0 % 2 == 0 }

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 map

和 filter 的组合使用。相比于一般的 for 循环，这样的写法要更加得简洁漂亮。

ios 移动开发 swift

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iOS 面试策略之语言工具-Swift

理论题

1. 类（class）和结构体（struct）有什么区别？

2. Swift 是面向对象还是函数式的编程语言？

3. 在 Swift 中，什么是可选型（optional） ？

4.在 Swift 中，什么是泛型（Generics）？

5. 请说明并比较以下关键词：Open, Public, Internal, File-private, Private

6. 请说明并比较以下关键词：strong, weak, unowned

7. 在 Swift 中，怎样理解是 copy-on-write？

8. 什么是属性观察（Property Observer）？

Swift 面试实战题

9. 结构体中修改成员变量的方法

10. 用 Swift 实现或（||）操作

11. 实现一个函数。输入是任一整数，输出要返回输入的整数 2

12. 实现一个函数。求 0 到 100（包括0和100）以内是偶数并且恰好是其他数字平方的数。

3. 在 Swift 中，什么是可选型（optional）？