从底层原理研究Person+Eat分类结构

在Objective-C中，分类是一种强大的扩展机制，允许我们为现有类添加方法和属性，而无需修改其源代码。这使得分类在扩展库和框架以及修复现有代码中的bug方面非常有用。

为了更好地理解分类的底层实现原理，我们将通过分析Person+Eat分类结构来深入研究。该分类为Person类添加了一个名为eat的方法，以便我们可以为Person对象发送eat消息。

首先，让我们创建一个新的Objective-C项目并添加以下代码：

@interface Person : NSObject

@end

@implementation Person

- (void)eat {
    NSLog(@"I'm eating!");
}

@end

@interface Person (Eat)

- (void)eat;

@end

@implementation Person (Eat)

- (void)eat {
    NSLog(@"I'm eating a lot!");
}

@end

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        Person *person = [[Person alloc] init];
        [person eat]; // 调用eat方法
    }
    return 0;
}

然后，我们将使用class-dump工具来分析编译后的Person+Eat.cpp文件。

$ class-dump -H Person+Eat

输出结果如下：

...
@interface Person (Eat)
- (void)eat;
@end

@implementation Person (Eat)

- (void)eat {
    NSLog(@"I'm eating a lot!");
}

+ (void)load {
    method_exchangeImplementations(class_getInstanceMethod(objc_getClass("Person"), @selector(eat)), class_getInstanceMethod(objc_getClass("Person"), @selector(eat)));
}

@end
...

从输出结果中，我们可以看到分类方法eat的实现被放在了Person+Eat.cpp文件中。此外，分类还包含了一个+load方法，该方法在类加载时被调用。在+load方法中，我们使用了method_exchangeImplementations函数来交换Person类中eat方法和Person+Eat分类中eat方法的实现。

这也就意味着，当我们向Person对象发送eat消息时，实际上调用的其实是Person+Eat分类中的eat方法。这就是分类如何扩展现有类并添加新方法的原理。

接下来，让我们来看一个面试题，以进一步加深对方法替换和动态分派概念的理解。

面试题：

在Person+Eat分类中，我们使用了method_exchangeImplementations函数来交换Person类中eat方法和Person+Eat分类中eat方法的实现。如果我们想在Person+Eat分类中调用Person类中eat方法的原始实现，我们应该怎么做？

答案：

我们可以使用originalImplementation函数来获取Person类中eat方法的原始实现，然后使用method_invoke函数来调用它。代码如下：

- (void)eat {
    NSLog(@"I'm eating a lot!");

    // 获取Person类中eat方法的原始实现
    IMP originalImplementation = method_getImplementation(class_getInstanceMethod(objc_getClass("Person"), @selector(eat)));

    // 调用Person类中eat方法的原始实现
    ((void (*)(id, SEL))originalImplementation)(self, _cmd);
}

通过这种方式，我们可以在Person+Eat分类中调用Person类中eat方法的原始实现。