iOS程序员面试分类模拟9

iOS程序员面试分类模拟9简答题1.

UIView和CALayer的区别与联系是什么?正确答案：1.UIView和CALayer是什么?

CALayer是动画中经常使用的一个类，它包含在Qu（江南博哥）anzCore框架中。CALayer类在概念上和UIView类似，同样是一些被层级关系树管理的矩形块，也可以包含一些内容(像图片、文本或者背景色)，管理子图层的位置。它们有一些方法和属性用来做动画和变换。使用CoreAnimation开发动画的本质就是将CALayer中的内容转化为位图供硬件操作。

CALayer是一个比UIView更底层的图形类，是对底层图形API(OpenGLES)一层层封装后得到的一个类，用于展示一些可见的图形元素，保留了一些基本的图形化操作，但同时由于相对高度的封装，使得操作使用变得很简单。CALayer用于管理图形元素，甚至可以制作动画，它保留了一些几何属性，如位置、尺寸、图形变换等。一般的CALaver是作为UIView背后的支持角色，在创建了一个UIViewr的同时也存在一个相应的CALayer。UIView作为CALayer的代理角色去实现一些功能，例如常见的为UIView制作一个圆角，就会用到UIView背后的layer操作：

view.layer.cornerRadius=10;

CALayer可以通过UIView很方便地展示操作UI元素，但是CALayer自身单独也可以展示和操作可见元素，且灵活度更高，它自身有一些可见可设置的属性，如背景色、边框、阴影等。

另外，UIView简单来说是一个可以在里面渲染可见内容的矩形框，它里面的内容可以和用户进行交互，UIView可以对交互事件进行处理。除了其背后CALayer的图形操作支持，UIView自身也有像设置背景色等最基本的属性设置。

2.UIView和CALayer的联系

UIView和CALayer的主要联系上面已经提到，CALayer在UIView背后提供更加丰富灵活的图形操作，UIView作为CALayer的代理更加快速地帮CALayer显示一些常用的UI元素并提供交互。

另外，UIView类是所有视图的基类，CALayer是图层类。事实上，UIView和CAlayer是平行的层级关系。每一个UIView都有一个CALayer实例的图层属性，视图的责任就是创建并管理图层，以确保当子视图在层级关系中被添加或者被移除的时候，与它们相关联的图层也同样在层级关系树中有相同的操作。

3.UIView和CALayer的区别

1)CALayer无法响应用户事件。UIView和CALayer的最明显区别在于它们的可交互性，即UIViewr可以响应用户事件，而CALayer不可以，原因可以从这两个类的继承关系上看出(见图)。UIView是继承自UIResponder的，决定了UIView类及其子类能够通过响应链(iOS通过视图层级关系来传递触摸事件)接收并响应用户事件。而CALayer直接继承于NSObject类，所以它不清楚具体的响应链，也就无法响应用户事件。

CALayer和UIView继承关系

2)分工不同。UIView类侧重于对显示内容的管理和整体布局，而CALayer侧重于显示内容的绘制、显示和动画。

3)所属框架不同。UIView类是属于UIKit.framework框架的，UIKit框架主要就是用来构建用户界面的。CALayer类是属于QuartzCore.framework框架的，而且CALayer是作为一个低级的，可以承载绘制内容的底层对象出现在该框架的。

2.

为什么iOS中提供UIView和CALayer这两个平行的层级结构呢?正确答案：iOS中提供UIView和CALayer这两个平行层级结构主要是为了做到职责分离，实现视图的绘制、显示和布局解耦，避免很多重复的代码。在iOS和MacOS两个平台上，事件和用户交互有很多地方并不相同，毕竟基于多点触控的用户界面和基于鼠标键盘有着本质的区别，这就是为什么iOS有UIKit和UIView，但是MacOS有Appkit和NSView的原因。它们功能虽然相似，但是在实现上有着显著的区别。创建两个层次结构就能够在iOS与MacOS之间共享代码，从而使得开发更加便捷。

3.

UIWindow是什么?有什么特点和作用?正确答案：从下图中的继承关系会发现UIWindow居然是UIView的子类，因为UIWindow在应用中是作为根视图来承载UIViewr元素的，也就是说根父视图是子视图的子类，有点违背直觉。

CALayer和UIView继承关系

但事实就是这样，UIWindow提供一个区域(一般就是整个屏幕)来显示UIView，并且将事件分发给UIView。一个应用一般只有一个UIWindow，但特殊情况也会创建子UIWindow，例如实现一个始终漂浮在顶层的悬浮窗，就可以使用一个UIWindow来实现。

4.

什么是Layer层对象?正确答案：Layer层对象是用来展示可见内容的一种数据对象，常在视图中用来渲染视图内容。一般的层对象在界面中可以实现一些复杂的动画或者其他类型的一些复杂特效。

常见的几个其自身具有绘制功能的专用Layer有：CATextLayer、CAShapeLayer、CAGradientLayer，这里给出使用示例。其他还有用于3D图形变换的CATransformLayer，实现滚动视图的CAScrollLayer，专门播放视频的AVPlayerLayer和制作粒子特效的CAEmitterLayer等。它们都是继承自CALayer的，和CALayer一样都来自QuartzCore.framework框架。

1.CATextLayer

这个类是用来实现更加灵活的文字布局和渲染的，它几乎包含了UILabe1的所有特性并在此基础上增加了很多更强大的功能，包括字体、尺寸、前景色和下画线等文字效果，同时CATextLayer的渲染效率明显高于UILabel。

通过CALayer来实现一个UILabel的示例代码如下(效果见图)：

-(void)viewDidLoad{

[superviewDidLoad];

/*创建一个字符承载视图*/

UIView*textView=[[UIViewalloc]initWithFrame:CGRectMake(50,50,200,50)];

CATextLayer*text=[CATextLayerlayer];

text.frame=textView.frame;

text.string=@"CAText";

/*文字前景色和背景色*/

text.foregroundColor=[UIColorwhiteColor].CGColor;

text.backgroundColor=[UIColorblackColor].CGColor;

/*文字超出视图边界裁剪*/

text.wrapped=YES;

/*文字字体*/

text.font=(__bridgeCFTypeRef)[UIFontsystemFontOfSize:30].fontName;

/*文字居中*/

text.alignmentMode=kCAAlignmentCenter;

/*适应屏幕Retina分辨率,防止像素化导致模糊*/

text.contentsScale=[[UIScreenmainScreen]scale];

[textView.layeraddSublayer:text];

[self.viewaddSubview:textView];

}

CATextLayer效果

2.CAShapeLayer

这个类是用来专门绘制矢量图形的图形子类，例如可以指定线宽和颜色等利用CGPath绘制图形路径，可以实现图形的3D变换效果，渲染效率比CoreGraphics快很多，而且可以在超出视图边界之外绘制，即不会被边界裁减掉。

这里展示使用CAShapeLayer绘制一个圆形的实例代码如下(效果见图)：

-(void)viewDidLoad{

[superviewDidLoad];

/*创建圆形路径*/

UIBezierPath*path=[[UIBezierPathalloc]init];

/*起点要在圆心水平右侧半径长度处*/

[pathmoveToPoint:CGPointMake(200,100)];

/*添加圆形弧路径*/

[pathaddAreWithCenter:CGPointMake(150,100)radius:50startAngle:0endAngle:2*M_PIclockwise:YES];

/*创建图形层*/

CAShapeLayer*layer=[CAShapeLayerlayer];

/*路径线的颜色*/

layer.strokeColor=[UIColorredColor].CGColor;

/*闭合图形填充色,这里设置透明*/

layer.fillColor=[UIColorclearColor].CGColor;

/*线宽*/

layer.lineWidth=10;

/*线的样式:端点、交点*/

layer.lineCap=kCALineCapRound;

layer.lineJoin=kCALineJoinRound;

/*设置图形路径*/

layer.path=path.CGPath;

[self.view.layeraddSublayer:layer];

}

@end

CAShapeLayer绘制效果

3.CAGradientLayer

它是一个硬件加速的高性能绘制图层，主要用来实现多种颜色的平滑渐变效果。这里给出一个3种颜色从正方形左上角到右下角的渐变效果示例代码(效果见图6)：

-(void)viewDidLoad{

[superviewDidLoad];

/*创建layer承载视图*/

UIView*containerView=[[UIViewalloc]initWithFrame:CGRectMake(50,50,150,150)];

CAGradientLayer*layer=[CAGradientLayerlayer];

layer.frame=containerView.bounds;

/*依次设置渐变颜色数组*/

layer.colors=@[(__bridgeid)[UIColorgreenColor].CGColor,(__bridgeid)[UIColoryellowColor].CGColor,(__bridgeid)[UIColororangeColor].CGColor];

/*颜色从起点到终点按比例分段位置*/

layer.locations=@[@0,0,@0.3,@0.5];

/*颜色渐变的起点和终点:(0,0)～(1,1)表示左上角到右下角*/

layer.startPoint=CGPointMake(0,0);

layer.endPoint=CGPointMake(1,1);

[containerView.layeraddSublayer:layer];

[self.viewaddSubview:containerView];

}

CAGradientLayer绘制效果

5.

如何使用CAShapeLayer绘制图层?正确答案：CAShapeLayer是一个通过矢量图形来进行绘制的图层子类。开发者通过指定诸如颜色和线宽等属性，用CGPath来定义指定形状的图形，最后CAShapeLayer对象就会自动渲染出来了。与直接使用CoreGraphics在原始的CALayer对象中绘制的方式相比，使用CAShapeLayer有以下优点：

1)渲染速度更快。CAShapeLayer使用了硬件加速的方式绘制图形，绘制速度比用CoreGraphics快很多。

2)内存使用更加高效。普通的CALayer对象需要创建一个寄宿图，而CAShapeLayer不需要，这样就节约了内存。

3)不会被边界图层裁剪掉。一个CAShapeLayer可以在图层边界绘制。CAShapeLayer的图层路径不会像在使用CoreGraphics的普通CALayer一样被裁剪掉。

通常通过指定CAShapeLayer对象的path属性来绘制图层。代码如下：

@property(nullable)CGPathRefpath;

此外还可以通过一些属性来描绘形状的线条，例如lineWidth属性用于设置线宽，lineCap属性用于描绘线条结尾的样子，但是在图层层面只有一次机会设置这些属性。如果想用不同颜色或风格来绘制多个形状，那么就不得不为每个形状准备一个图层。下面示例使用CAShapeLayer渲染一个简单的多边形，由于CAShapeLayer对象的path属性是CGPathRef类型，所以很容易使用UIBezierPath类帮助创建图层路径，这样就不需要人工释放CGPath了。代码如下：

/*创建一个CAShapeLayer对象*/

CAShapeLayer*shaperLayer=[CAShapeLayerlayer];

/*设置线宽*/

shaperLayer.lineWidth=2;

shaperLayer.lineCap=kCALineCapRound;

shaperLayer.lineJoin=kCALineJoinRound;

/*设置描边颜色*/

shaperLayer.strokeColor=[UIColorredColor].CGColor;

/*设置填充颜色*/

shaperLayer.fillColor=[UIColorwhiteColor].CGColor;

/*创建一个UIBezierPath对象*/

UIBezierPath*bezierPath=[UIBezierPathbezierPath];

[bezierPathmoveToPoint:CGPointMake(160,100)];

[bezierPathaddLineToPoint:CGPointMake(100,160)];

[bezierPathaddLineToPoint:CGPointMake(100,220)];

[bezierPathaddLineToPoint:CGPointMake(160,280)];

[bezierPathaddLineToPoint:CGPointMake(220,220);

[bezierPathaddLineToPoint:CGPointMake(220;160)];

[bezierPathclosePath];

/*绘制*/

shaperLayer.path=bezierPath.CGPath;

[self.view.layeraddSublayer:shaperLayer];

代码执行效果如图所示。

CAShapeLayer绘制的路径图

6.

iOS中如何实现为UIImageView添加圆角?正确答案：圆角指按照一定圆角半径平滑矩形视图的4个角的效果，如图所示。

圆角效果

按照背后的渲染方式，实现UIView及其子类的圆角效果有两种方法：一种是直接设置layer的圆角属性，为“离屏渲染”；另一种是自定义圆角绘制方法，实现“当前屏幕渲染”。

当前屏幕渲染(On-screenRendering)指GPU直接在当前显示的屏幕缓冲区中进行图形渲染，不需要提前另开缓冲区也就不需要缓冲区的切换，因此性能较高。

离屏渲染(Off-screenRendeiing)：简单来说就是提前另开一个缓冲区进行图形渲染，由于显示需要和当前屏幕缓冲区进行切换，所以很耗费性能。通常圆角、遮罩、不透明度、阴影、渐变、光栅化和抗锯齿等设置都会触发离屏渲染。

(1)“离屏渲染”实现圆角

iOS中圆角效果实现的最简单、最直接的方式是直接修改View的layer层参数，这样会触发“离屏渲染”，性能不高。

/*设置圆角半径*/

view.layer.cornerRadius=5;

/*将边界以外的区域遮盖住*/

view.layer.masksToBounds=YES;

(2)“当前屏幕渲染”实现圆角

直接在当前屏幕渲染绘制，提高性能。

为UIImage类扩展一个实例方法：

/*On-screen-renderring绘制UIImage矩形圆角*/

-(UIImage*)imageWithComerRadius:(CGFloat)radiusofSize:(CGSize)size{

/*当前UIImage的可见绘制区域*/

CGRectrect=(CGRect){0.f,0.f,size};

/*创建基于位图的上下文*/

UIGraphicsBeginImageCoritextWithOptions(size,NO,UIScreen.mainScreen.scale);

/*在当前位图上下文添加圆角绘制路径*/

CGContextAddPath(UIGraphicsGetCurrentContext0,[UIBezierPathbezierPathWithRoundedRect:rectcomerRadius:radius].CGPath);

/*当前绘制路径和原绘制路径相交得到最终裁剪绘制路径*/

CGContextClip(UIGraphicsGetCurrentContext());

/*绘制*/

[selfdrawInRect:rect];

/*取得裁剪后的image*/

UIImage*image=UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();

/*关闭当前位图上下文*/

UIGraphicsEndImageContext();

returnimage;

}

使用时，让实例化的UIImage对象调用上面的实例方法即可。

UIImageView*imageView=[[UIImageViewalloc]initWithFrame:CGRectMake(10,10,100,100)];

/*创建并初始化UIImage*/

UIImage*image=[UIImageimageNamed:@"icon"];

/*添加圆角矩形*/

image=[imageimageWithComerRadius:50ofSize:imageView.frame.size];

[imageViewsetImage:image];

7.

contentsScale属性有什么作用?正确答案：图层的contentsScale属性属于支持高分辨率屏幕(如Retina屏幕)机制的一部分，它定义了图层content中图像的像素尺寸与视图大小的比例。它也被用来判断在绘制图层时允许为content属性创建的空间大小，以及需要显示的图片的拉伸度。

默认情况下，contentsScale的值是1.0，也就是说图层的绘制系统将会以每个点对应一个像素来绘制图片。如果将其设置为2.0，那么会以每个点对应两个像素来绘制图片，此即所谓的Retina屏幕。

在开发中，有时会直接为图层的content设置图片，这时可以设置contentsScale为合适的值，以防止图片在Retina屏幕上显示不正确(像素化或模糊)，代码如下：

layer.contentsScale=[UIScreenmainScreen].scale;

8.

iOS中点与像素有什么关系?正确答案：1)点是iOS中标准的坐标体系。它就是iOS中的虚拟像素，也被称为逻辑像素。在标准设备中，一个点就是一个像素，但是在Ratina屏幕上，一个点等于2×2个像素。iOS用点作为屏幕的坐标测算体系就是为了在Retina设备和普通设备上能有一致的视觉效果。

2)像素是图片分辨率的尺寸单位。物理像素坐标并不会用于屏幕布局，但是仍然和图片有相对关系。UIImage是一个屏幕分辨率解决方法，它是用点来度量大小的。但是，一些底层的CGImage类型的图片会使用像素，所以必须清楚在Retina设备和普通设备上，点和像素代表着不同的大小。

9.

如何理解anchorPoint和position的作用?正确答案：在UIView中有3个比较重要的布局属性：frame、bounds和center，它们分别对应于CALayer中的frame、bounds和position。虽然图层使用position，而视图使用了center，但是这两个属性都代表了同样的值，即当前图层的anchorPoint点相对于父图层的位置。

anchorPoint被称为“锚点”。图层的anchorPoint属性通过影响position的值来控制它的frame，可以将anchorPoint比作控制图层移动的“支点”。anchorPoint是使用单位坐标来描述的，也就是图层的相对坐标，图层左上角是{0，0}，右下角是{1，1}。anchorPoint默认的坐标是{0.5，0.5}，即图层的中心点。

position等价于视图中的center，它代表了anchorPoint点在父图层(superLayer)的位置。因此可以说，position点是相对于父图层坐标系的，而anchorPoint是相对于当前图层的，两者是相对于不同的坐标系的一个重合点。

事实上，position和anchorPoint的值是互不影响的，也就是说修改其中任何一个的值，另外一个的值不会改变，改变的只是当前图层的frame。对于视图或者图层来说，frame并不是一个非常清晰的属性，它其实是一个虚拟属性，是根据bounds、position和transform计算而来的，当其中任何一个值发送改变时，frame都会变化。相反，改变frame的值同样也会影响它们的值。frame、position和anchorPoint的关系可以用如下公式表达：

frame.origin.x=position.x-anchorPoint.x*bounds.size.width;

frame.origin.y=position.y-anchorPoint.y*bounds.size.height;

在制作动画时，视图默认是围绕中心点进行旋转或平移的，这是因为默认UIView的rootLayer的anchorPoint就是图层的中心。在实际开发中，可能需要改变anchorPoint以达到其他的效果，如下示例代码演示了类似于播放器的效果(界面见图)。当单击屏幕时，臂杆能够围绕顶部旋转，storyboard中的代码如下：

/*控制器代码如下*/

@interfaceAnimation(){

__weakIBOutletUIImageView*_needle;

BOOL_playing;//设置一个布尔值来控制下降或上升

}

@end

@implementationAnimation

-(void)viewDidLoad{

[superviewDidLoad];

}

-(void)viewDidAppear:(BOOL)animated{

[superviewDidAppear:animated];

/*改变视图的锚点和position*/

/*如果仅仅改变锚点,那么_needle视图将会下移*/

_needle.layer.anchorPoint=CGPointMake(0.5,0);

needle.layer.position=CGPointMake(needle.superview.frame.size.width*0.5,0);

_needle.transform=CGAffineTransformRotate(_needle.transform,M_PI/12);

}

/*单击屏幕,移动臂杆*/

/*当然也可以添加一些动画,使得臂杆的动作更自然,但此处主要是为了演示anchorPoint和position的作用*/

-(void)touchesBegan:(NSSet＜UITouch*＞*)toucheswithEvent:(UIEvent*)event

if(!_playing){

_needle.transform=CGAffineTransformIdentity;

}else{

_needle.transform=CGAffineTransformRotate(_needle.transform,M_PI/12);

}

_playing=!_playing;

}

播放器效果

10.

如何理解drawRect：方法?正确答案：iOS的绘图操作是发生在UIView类的drawRect：方法中的。如果想在UIView中绘图，那么可以通过继承UIView类并实现其drawRect：方法，在drawRect：方法中获取当前的环境上下文(context)进行绘制。drawRect：方法被定义在UIView的UIViewRendering类别中：

-(void)drawReet:(CGRect)rect;

drawRect：里面的代码利用CoreGraphics在指定的rect中绘制图形，然后内容就会被缓存起来直到它需要被更新。事实上，苹果公司并不建议开发者主动调用drawRect：方法，当然如果强制直接调用该方法，那么也是没有效果的，因为系统此时不会自动创建和View相关联的上下文。而且当没有自定义绘制任务时，就不要在子类中写一个空的drawRect:，否则会造成CPU资源和内存的浪费。

当视图在屏幕中出现的时候，drawRect：方法就会被自动调用。具体是，drawRect：方法的第一次调用是在控制器中loadView和viewDidLoad两方法之后。所以不必担心在控制器初始化之前，drawRect：就会被执行。虽然drawRect：是UIView类中的方法，但事实上都是底层的CALayer对象安排了重绘工作并保存了绘制好的内容。

另外，可以调用setNeedsDisplay：方法将绘制好的图形更新到视图上。setNeedsDisplay：方法就是在receiver上设置一个需要被重新绘制的标记，在下一个绘制周期自动进行重绘，一般iPhone的刷新频率为60Hz，也就是说1/60s后重绘。示例代码如下：

-(void)drawRect:(CGRect)rect{

/*获取上下文*/

CGContextRefctx=UIGraphicsGetCurrentContext();

/*绘制一个圆形*/

CGContextAddEllipseInRect(ctx,CGRectMake(0,0,200,200));

/*设置颜色*/

[[UIColorredColor]set];

/*填充*/

CGContextFillPath(ctx);

}

11.

如何使用mask属性实现图层蒙版功能?正确答案：在实际开发中，通常使用mask属性来实现图层蒙版的功能。这个属性本身就是CALayer类型，它和其他图层一样拥有绘制和布局的属性。但不同于那些绘制在父图层中的子图层，mask图层定义了父图层的部分可见区域。

mask图层中最重要的是图层的轮廓，在父图层中，与mask图层相重叠的部分将被保留，其他的部分将被遮盖。也就是说，父图层提供内容，而mask图层提供形状。事实上，mask图层不仅仅局限于静态图，还可以使用代码或者动画实时地生成。

示例代码如下：

-(void)viewDidLoad{

[superviewDidLoad];

/*设置寄宿图*/

self.view.layer.contents=(id)[UIImageimageNamed:@"海水"].CGImage;

/*设置寄宿图的显示模式,等价于UIView的contentMode*/

self.view.layer.contentsGravity=@"resizeAspect";

/*设置mask层*/

UIImageView*searchImageView=[[UIImageViewalloe]initWithFrame:CGRectMake(([UIScreenmainScreen].bounds.size.width-150)*0.5,([UIScreenmainScreen].bounds.size.height-150)*0.5,150,150)];

searchImageView.image=[UIImageimageNamed:@"马"];

self.view.layer.mask=searchImageView.layer;

}

代码执行的效果如图所示。

图层蒙版效果

12.

如何解决masksToBounds离屏渲染带来的性能损耗?正确答案：在开发中常通过CALayer的cornerRadius属性来设置图层的圆角曲率(如设置圆角图片)。默认情况下，cornerRadius只影响背景颜色而不影响背景图片或子图层。但当将CALayer的masksToBounds设置为YES时，图层的内容就会被截取。代码如下：

imageView.layer.cornerRadius=10

imageView.layer.masksToBounds=YES

由于这样处理的渲染机制是GPU在当前屏幕缓冲区外新开辟的一个渲染缓冲区进行工作，也就是所谓的离屏渲染，所以这会给应用程序带来额外的性能损耗。如果在某一时刻大量地使用这种方式设置圆角，那么就会触发缓冲区频繁合并和上下文之间的频繁切换，这时应用程序就有可能出现掉帧和卡顿。具体可以使用Xcode自带的Instruments(工具)进行检测。

为了防止因离屏渲染而产生性能损耗，可以不使用CALayer的cornerRadius和masksToBounds属性，而将处理图片的权利交于CPU，虽然CPU对图形的处理能力不及GPU，但设置圆角图片的处理难度并不大，且代价远小于上下文切换。以下是实际开发中常用的两种优化方案：

1)使用CALayer提供的shouldRasterize属性。shouldRasterize属性是设置光栅化，可以使离屏渲染的结果缓存到内存中存为位图，当下次