iOS 底层原理37:链式编程

iOS 底层原理 文章汇总

主要介绍链式编程原理,以及如何创建链式编程

编程范式

在介绍链式编程之前,首先来了解下什么是编程范式。
编程范式是编程语言的一种分类,是指从事软件工程的一类典型的编程风格

常见的编程范式

常见的编程范式主要有以下几种

  • 面向过程编程(Process Oriented Programming,POP):属于典型的程序流程思想,即按照一定的顺序,按部就班的工作,特别适合解决线性的问题,其中过程化编程语言主要包含机器语言、C等支持过程化的语言

  • 面向对象编程(Object Oriented Programming,OOP):包含3个基本概念:封装、继承、多态。通过类、方法、对象和消息传递,其相关的语言包含Java、Objective-C等

  • 面向切面编程(AOP):是函数式编程的一种衍生范型。利用AOP可以对业务逻辑的各个部分进行分离,降低业务间的耦合度,提升程序的可重用性。例如OC中的Method Swizzling消息转发就是采用AOP的典型

  • 函数式编程(FP):是一种结构化编程,即如何编写程序的方法论。其核心思想就是将运算过程分解成一系列可复用函数的调用,其中函数是重中之重。也是比较火热且推崇的一种编程范式。

  • 响应式编程:简单理解为就是一点触发,多点响应,例如OC中的KVO、通知等,触发者只负责触发,不理会结果

  • 链式编程:运用点语言将很多函数串联起来,例如OC中的Masory和Swift中的Snapkit

POP、OOP、AOP优劣对比

POP

  • 优点
    • 流程化的编程,任务明确,即在开发前就已经明确了最终实现和最终效果

    • 开发效率高,代码短小精悍,适合结合数据结构来开发高效率的程序,例如算法等

    • 流程明确,具体步骤清晰,便于节点分析

  • 缺点
    • 需要深入思考,耗费精力
    • 代码重用性地,基本是用于解决一种固定的问题,且不易扩展,维护难度大
    • 对于复杂业务,面向过程的模块化难度高,耦合度高

OOP

  • 优点
    • 结构清晰,不同类承担不同的职责

    • 封装性,将事务进行抽象,便于流程中的行为分析、操作

    • 易扩展,代码复用性高,可继承、覆盖

    • 实现简单,维护相对简单

  • 缺点
    • 在面向过程的基础上高度抽象,和底层代码交互少,不适合底层开发和游戏开发

    • 对于事务而言,本身是面向过程的,过度的封装会导致事务本身的复杂性提高

AOP

  • 优点
    • 简单、易用、易扩展

    • 降低模块间的耦合度

    • 设计决定的迟邦定(即运行时绑定)

    • 提升代码的复用性

  • 缺点
    • 增加额外的重复代码,且紧耦合

    • 每个业务逻辑都需要一个装饰器实现或代理

    • 使用麻烦,必须增加容器

综上所述,三者是一个相互补充和完善的逻辑

  • POP是以功能为中心来思考和组织程序的,注重功能的实现

  • OOP是以对象为中心,强调整体性,注重封装,代码整洁且规范

  • AOP是以业务解耦为中心,解决OOP中业务间高度耦合的问题

函数式编程

函数式编程是一种结构化编程,即如何编写程序的方法论。其核心思想就是将运算过程分解成一系列可复用函数的调用,其中函数是重中之重。也是比较火热且推崇的一种编程范式。

简单理解为就是函数和数据类型是一致的,也是可以作为函数的参数、返回值。例如OC、Swift中的map、filter、reduce函数等,每个函数的处理结果给到下一个函数,最后的结果由自身函数调出。

如下所示

计算: (1+2)*3/4
f1(a, b) = a + b
f2(c) = c * 3
f3(d) = d / 4

所以整个计算等价于
f(x) = f3( f2( f1(1, 2) ) )

对应到OC中,其核心点就是Block,如下所示

@interface Test: NSObject

- (Test *(^)(NSString *str))handle;

@end

@implementation Test

- (Test *(^)(NSString *str))handle{
    return ^(NSString *str){
        return self;
    };
}

@end

<!--调用-->
Test *t = [[Test alloc] init];
t.handle(@"1111").handle(@"22222");

链式编程

  • 链式编程是函数式编程的一种体现。

  • 链式编程的中心思想:方法的返回值必须是方法的调用者

  • 链式编程的核心语法:点语法 + Block

  • 链式编程的特点:使用点语法将对象的多个函数连起来调用

首先说点语法,在OC中,我们常应用于getter、setter方法,是一种特殊的语法糖,OC中是通过 [receiver message] 来调用方法的,所以getter、setter的点语法最终会调用对应属性的getter、setter方法

其次来说Block,在OC中,Block既是匿名函数,也是对象,具体的可参考iOS-底层原理 30:Block底层原理文章,里面有详细的讲解

最后回到我们的焦点:链式编程,我们要如何实现呢?其实很简单,只需要在返回值作相应改动即可,如下所示

@interface Test: NSObject
- (Test *)a;
- (Test *)b;
- (Test *)c;
@end

<!--调用-->
Test *t = [[Test alloc] init];
t.a.b.c;

可是通过上面的例子发现,点语法是有了,确实连起来,但是并不能传参呀,此时就需要借助Block了,在OC中,常用的传值方式主要由代理、通知、Block等,其中满足点语法的就当属Block了。其次回想函数式编程,当返回值是带参block的getter方法时就实现了参数的传递。如下所示

<!--.h文件-->
@interface Test : NSObject

@property (nonatomic, strong) Test *(^block1)(NSString *name);
@property (nonatomic, strong) Test *(^block2)(NSInteger age);
@property (nonatomic, strong) Test *(^block3)(void);

- (Test *(^)(void))handleData;
@end

<!--.m文件-->
@interface Test ()

@property (nonatomic, strong) NSString *name;
@property (nonatomic, assign) NSInteger age;

@end

@implementation Test

- (Test * _Nonnull (^)(NSString * _Nonnull))block1{
    return ^(NSString *name){
        self.name = name;
        return self;
    };
}

- (Test * _Nonnull (^)(NSInteger))block2{
    return ^(NSInteger age){
        self.age = age;
        return self;
    };
}

- (Test * _Nonnull (^)(void))block3{
    return ^(void){
        return self;
    };
}


- (Test *(^)(void))handleData{
    
    return ^(void){
        NSLog(@"处理数据");
        return self;
    };
}
@end

<!--链式调用-->
Test *t = [[Test alloc] init];
t.block1(@"Tom").block2(3).block3().handleData();

所以思考实现链式编程,也是逐步递进的过程:方法调用 -> 方法通过点语法调用 -> 手写getter方法 -> 点语法调用属性 -> 实现点语法+block的链式编程

通过属性实现的链式编程,在getter方法中既完成了setter方法的赋值,也处理了逻辑关系,还能通过getter方法完成链式编程,正所谓一举三得呀!

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