编程范式 --- 面向协议编程(Protocol Oriented Programming,简称POP)

2023-05-07,,

面向协议编程(Protocol Oriented Programming,简称POP)

是Swift的一种编程范式,Apple于2015年WWDC踢出

在Swift的标准库中,能见到大量POP的影子

同时,Swift也是一门面向对象的编程语言(Objec Oriented Programming,简称OOP)

在Swift开发中,OOP和POP是相辅相成的,任何一方并不能取代另一方

P- OP能弥补OOP一些设计上的不足

回顾OOP

OOP的三大特性:封装、继承、多态
继承的经典使用场合:
当多个类(比如A、B、C类)具有很多共性时,可以将这些共性抽取到一个父类中(比如D类),最后A、B、C类继承D类

OOP的不足

但是有些问题,使用OOP并不能很好解决,比如:
如何将BVC、DVC的公共方法run抽取出来?

class BVC: UIViewController {
func run() {
print("run")
}
}
class DVC: UITableViewController {
func run() {
print("run")
}
}

基于OOP想到的一些解决方案?

    将run方法翻到另一个对象A中,然后BVC、DVC拥有对象A属性(多了一些额外的依赖关系)
    将run方法添加到UIViewController分类中(UIViewController会越来越臃肿,而且会影响它其他的所有子类)
    将run方法抽取到薪的父类,采用多继承?(C++支持多继承)(会增加程序设计复杂度,产生菱形继承等问题,需要开发者额外解决)

POP的解决方案

protocol Runnable {
func run()
}
extension Runnable {
func run() {
print("run")
}
}
class BVC: UIViewController, Runnable {}
class DVC: UIViewController, Runnable {}

再举例

POP的注意点

优先考虑创建协议,而不是父类(基类)
优先考虑值类型(struct、enum),而不是引用类型(class)
巧用协议的扩展功能
不要为了面向协议而使用协议


利用协议实现前缀效果

struct My {
var string: String
init(_ string: String) {
self.string = string
}
var numberCount: Int {
var count = 0
for c in string where("0"..."9").contains(c) {
count += 1
}
return count
}
}
extension String {
var my: My { return My(self) }
}
print("123kkk".my.numberCount) // 3

泛型优化 - 不用添加n多个不同类型的存储属性

struct My<Base> {
var base: Base
init(_ base: Base) {
self.base = base
}
}

扩展优化 - 给具体类型扩展实例方法和实例属性

extension My where Base == String {
var numberCount: Int {
var count = 0
for c in base where("0"..."9").contains(c) {
count += 1
}
return count
}
}

扩展类型方法和属性

class Person {}
extension Person {
var my: My<Person> { My(self) }
static var my: My<Person>.Type { My(Person).self }
}
extension My where Base == Person { // 需要给对应子类扩充的话使用冒号,例如:Base: Person
func run() {
print("run")
}
static func test() {
print("test")
}
}
Person().my.run()
Person.my.test()

协议优化 - 不用给每一个类型扩展前缀属性

protocol MyCompatible {}
extension MyCompatible {
var my: My<Self> { My(self) }
static my: My<Self>.Type { My<Self>.self }
}
class String {}
extension String: MyCompatible {}

最终版本

/// 前缀类型
struct My<Base> {
var base: Base
init(_ base: Base) {
self.base = base;
}
}
/// 利用协议扩展前缀属性
protocol MyCompatible {}
extension MyCompatible {
var my: My<Self> {
set {} // *** 为了扩充mutating方法,所以不能写只读属性
get { My(self) }
}
static var my: My<Self>.Type {
set {} // *** 为了扩充mutating方法,所以不能写只读属性
get { My<Self>.self }
}
}
/// 给字符串扩展功能
// 让String拥有my前缀属性
extension String : MyCompatible {}
// 给String前缀扩展功能
extension My where Base == String {
var numberCount: Int {
var count = 0
for c in base where("0"..."9").contains(c) {
count += 1
}
return count
}
mutating func run() {}
static func test() {}
}
var str = "666"
str.my.run()
String.my.test()

Base的补充

扩展可以扩充子类class

class Person {}
class Student: Person {}
extension Person: MyCompatible {}
extension My where Base: Person {
func run() {}
static func test() {}
}
Person.my.test()
Student.my.test() let p = Person()
p.my.run() let s = Student()
s.my.run()

扩展可以遵守共同协议
同时给String、NSString和NSMutableString扩展功能

extension String: MyCompatible {}
extension NSString: MyCompatible {}
extension My where Base: ExpressibleByStringLiteral {
var numberCount: Int {
var count = 0
for c in (base as! String) where("0"..."9").contains(c) {
count += 1
}
return count
}
mutating func run() {}
static func test() {}
}
var str1 = "123xxx"
var str2: NSString = "123xxx"
var str3: NSMutableString = "123xxx"
print(str1.my.numbserCount)
print(str2.my.numbserCount)
print(str3.my.numbserCount)

利用协议实现类型判断

func isArray(_ value: Any) -> Bool {
// value is Array<Any>
value is [Any]
}
print(isArray([1, 2])) // true
print(isArray(["1", 2])) // true
print(isArray(NSArray())) // true
print(isArray(NSMutableArray())) // true
print(isArray("12312421")) // false
protocol ArrayType {}
extension Array: ArrayType {}
extension NSArray: ArrayType {}
func isArrayType(_ type: AnyType) -> Bool { type is ArrayType.Type }
isArrayType([Int].self)
isArrayType([Any].self)
isArrayType(NSArray.self)
isArrayType(NSMuatbleArray.self)

编程范式 --- 面向协议编程(Protocol Oriented Programming,简称POP)的相关教程结束。

《编程范式 --- 面向协议编程(Protocol Oriented Programming,简称POP).doc》

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