02·iOS 面试题·Category 的实现原理，以及 Cat
前言
这道面试题主要问两个知识点：Category 的实现原理、Category 为什么能添加方法不能添加属性？对于这两个疑问，我们先来回答 Objective-C 中 Category 是如何实现的，然后通过 Category 实现原理解释为什么可以添加方法却不能添加属性（PS：Category 是可以添加属性的，但是这里面试官主要想问的是为什么不能添加实例变量），最后我们再聊一下在项目中一般用 Category 来实现什么功能。
简述 Category 的实现原理
我们知道 Objective-C 通过 Runtime 运行时来实现动态语言这个特性，所有的类和对象，在 Runtime 中都是用结构体来表示的，Category 在 Runtime 中是用结构体 category_t 来表示的，下面是结构体 category_t 具体表示：
typedef struct category_t {
const char *name;//类的名字 主类名字
classref_t cls;//类
struct method_list_t *instanceMethods;//实例方法的列表
struct method_list_t *classMethods;//类方法的列表
struct protocol_list_t *protocols;//所有协议的列表
struct property_list_t *instanceProperties;//添加的所有属性
} category_t;
通过结构体 category_t 可以知道，在 Category 中我们可以增加实例方法、类方法、协议、属性。我们这里简述下 Category 的实现原理：
- 在编译时期，会将分类中实现的方法生成一个结构体 method_list_t 、将声明的属性生成一个结构体 property_list_t ，然后通过这些结构体生成一个结构体 category_t 。
- 然后将结构体 category_t 保存下来
- 在运行时期，Runtime 会拿到编译时期我们保存下来的结构体 category_t
- 然后将结构体 category_t 中的实例方法列表、协议列表、属性列表添加到主类中
- 将结构体 category_t 中的类方法列表、协议列表添加到主类的 metaClass 中
这里需要注意的是：category_t 中的方法列表是插入到主类的方法列表前面（类似利用链表中的 next 指针来进行插入），所以这里 Category 中实现的方法并不会真正的覆盖掉主类中的方法，只是将 Category 的方法插到方法列表的前面去了。运行时在查找方法的时候是顺着方法列表的顺序查找的，它只要一找到对应名字的方法，就会停止查找，这里就会出现覆盖方法的这种假象了。
// 这里大概就类似这样子插入
newproperties->next = cls->data()->properties;
cls->data()->properties = newproperties;，
通过上面的简述，我们大概了解了 Category 的实现原理，就可以知道 Extension 跟 Category 是两种实现模式，一个是在编译时期实现的，一个是在运行时期决定的。
Category 为什么不能添加实例变量
通过结构体 category_t ，我们就可以知道，在 Category 中我们可以增加实例方法、类方法、协议、属性。这里没有 objc_ivar_list 结构体，代表我们不可以在分类中添加实例变量。
因为在运行期，对象的内存布局已经确定，如果添加实例变量就会破坏类的内部布局，这个就是 Category 中不能添加实例变量的根本原因。
项目中用 Category 一般用来实现什么功能
- 通过分类来为已知的类扩展方法和属性，Category 不会为我们的属性添加实例变量和存取方法，我们可以通过关联对象这个技术来实现对象绑定
- 通过实现分类的 load 方法来实现 Method Swizzling
- 将一个类拆分成多个实现文件，典型的就是将项目中 AppDelegate 拆分。 AppDelegate 作为程序的入口，一般都会实现各种第三方 SDK 的初始化、写各种版本的容错代码、实现通知、支付逻辑等等功能，所以 AppDelegate 这个类很容易臃肿，这个时候可以通过实现 AppDelegate 分类来将不同的业务代码分离。
- 被 Category “覆盖” 的方法是有办法调用到的（但是项目中暂时还没遇到这种场景 - -/...）
总结
我们这是简单描述 Category 的实现原理以及项目中 Category 的一些运用，Category 的知识点远不止这些，对于 Category 具体实现代码可以阅读参考文献中的链接，看完可以对 Category 有更高层次的理解。
对于这道面试题，我们还可以扩展其它问题：关联对象是如何实现的，Category 中可以实现 load 方法吗等问题。这些问题我们在后面都会涉及。
