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简述iOS开发中常用的编程思想

写在最前

编程思想是一个宏观的概念,在不同的计算机系统或者不同编程语言中可能有不同的定义和具体描述,就像我们经常会发现各种介绍编程思想的教材,如《C++编程思想》、《JAVA编程思想》等,在此我们不妨先给出一个较为宏观的描述:通过计算机语言让计算机解决人们的实际问题的思维方式,即编程思想。

在我们的日常开发项目之前,首先会站在全局的角度去思考我们最终要实现的目标,然后会对目标进行拆解,逐个部分进行实现,在实现过程中,我们需要遵守某一特性的准则,同时依赖准则的规范,这样我们最终完成的各个部分功能才能完美的组合到一起,我们的最终的目标才能实现。这个过程中各种准则既是我们的编程思想。

随着计算机技术的发展和软件开发技术的发展,为了解决各种实际问题人们已经摸索总结出各种较为经典的编程思想,比如OOP(Object Oriented Programming)面向对象编程,AOP(Aspect Oriented Programming)面向切面编程,PO(Procedure Oriented)面向过程编程,FP(functional programming)函数式编程,RP(reactive programming)响应式编程, 链式编程等等。

OC中常用或者常见的编程思想

本文我们主要介绍在OC中我们经常使用或者经常见到的几种编程思想,其中重点介绍一下OC中的链式编程、响应式编程和函数式编程,希望通过本文的介绍能帮助大家更好的规划项目架构,提供更多的问题解决方案,和写出更优雅的代码。

01 链式

首先我们通过一个三方框架来看一个链式编程思想的使用方式和特性:


[self.view addSubView:_testView];

[_testView mas_makeConstraints:^(MASConstraintMaker *make) {
        make.height.equalTo(15).width.equalTo(15);
}];

相信大家对这段代码都很熟悉,是的这是我们常用的三方布局框架Masonry,在使用的过程我们对

make.height.equalTo(15).width.equalTo(15);

这种通过点(.)将对象和方法连接起来的代码书写方法充满好奇,其实这种编程方式就是链式编程思想的体现。

make.height从我们的对OC语言的语法理解上我们可以知道height是一个get方法,我们可以看下在Masnory中height方法做了哪些事情:

// MASConstraintMaker.m
- (MASConstraint *)height {
    return [self addConstraintWithLayoutAttribute:NSLayoutAttributeHeight];
}

- (MASConstraint *)addConstraintWithLayoutAttribute:(NSLayoutAttribute)layoutAttribute {
    return [self constraint:nil addConstraintWithLayoutAttribute:layoutAttribute];
}

- (MASConstraint *)constraint:(MASConstraint *)constraint addConstraintWithLayoutAttribute:(NSLayoutAttribute)layoutAttribute {

    MASViewConstraint *newConstraint = [[MASViewConstraint alloc] initWithFirstViewAttribute:viewAttribute];
    、、、
    return newConstraint;
}

从上面的代码可以看出,get方法height返回了一个对象(MASViewConstraint),所以我们不难理解为什么get方法height后面我们可以继续使用.语法,继续往后看,那么equalTo是否也是make的一个get方法呢,但是不同于left方法,后面还有一个()可供我们提供入参,熟悉C++语言的朋友可能可以想到offset方法的返回值是一个函数指针,但是通过函数指针我们无法保证调用该方法对象和返回的对象是同一个,所以就无法继续执行后面的点语法了,我们看下Masnory框架中是如何实现的:


- (MASConstraint * (^)(id))equalTo {
    return ^id(id attribute) {
        return self.equalToWithRelation(attribute, NSLayoutRelationEqual);
    };
}

return ^id(id attribute, NSLayoutRelation relation) {
        、、、
        return self;
    };

通过上面的代码可以知道equalTo方法返回是一个MASConstraint * (^)(id)类型的block,而且这个block返回的是一个MASConstraint(MASViewConstraint的父类)类对象,equalToWithRelation方法返回了对象本身,所以我们继续在equalTo方法之后使用.语法。

通过上面的代码分析我们可以知道,如果想在OC中使用链式编程的思想,使用.语法后的方法必须返回一个对象,如果想对同一个对象通过.语法完成连续的方法调用,可以通过block实现,block返回实例本身。

链式编程的优点是可以按照功能和顺序组织代码,流程逻辑清晰,代码简洁,可读性高。

02 响应式

响应式编程提高了代码的抽象层级,所以你可以只关注定义了业务逻辑的那些相互依赖的事件,而非纠缠于大量的实现细节。响应式编程的代码往往会更加简明,比如我们在解决MVC架构中视图控制器的逻辑代码冗余、代码量大的问题时,可以考虑MVVM架构,当我们使用MVVM架构的时候,大部分逻辑代码会放到Viewmodel中,而VC中主要负责View视图的管理,这是我们就需要Viewmode和VC间有一条数据通道,VC可以时刻知道Viewmode中的逻辑处理结果以决定如何现实自己管理的视图,这时响应式编程就是一种很好的选择。

在OC中我们经常用到响应式编程,如通知(NSNotificationCenter)、代理(delegate), KVO,我们通过下面一段KVO代码来直观的看下响应式编程的特点。

@interface ViewController ()
@property(nonatomic, strong) UILable *showLabel;
@property(nonatomic, strong) TestViewModel *viewModel;
@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    //将本对象作为viewmode的监听这
    [self.viewModel addObserver:self forKeyPath:"num" options:NSKeyValueObservingOptionOld context:nil];
}
//一旦viewmode的num属性发生变化,就会通知本对象调用此方法,可在此方法内部做一些UI相关操作
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context {
    self.showLabel.text = [change valueForKey:@"new"];
}
@end

在开发有着大量与数据事件相关的 UI events 的高互动性 Webapps、手机 apps 的时候,响应式编程 的优势就更加明显。10年前,网页的交互就只是提交一个很长的表单到后端,而在前端只产生简单的渲染。Apps 就表现得更加的实时了:修改一个表单域就能自动地把修改后的值保存到后端,为一些内容"点赞"时,会实时的反应到其它在线用户那里等等,现在的 Apps 有着大量各种各样的实时 Events,以给用户提供一个交互性较高的体验。我们需要工具去应对这个变化,而响应式编程就是一个答案。

总结起来,响应式编程(reactive programming)是一种基于数据流(data stream)和变化传递(propagation of change)的编程思想,优点是在编程过程中不在需要考虑调用顺序,只需要考虑结果即可,简化逻辑。

03 函数式

主要思想是把运算过程尽量写成一系列嵌套的函数调用。函数式编程是以函数为核心来组织模块的一套编程方法。

函数式编程的特点:

  • 函数是"第一等公民";指的是函数与其他数据类型一样,处于平等地位,可以赋值给其他变量,也可以作为参数,传入另一个函数,或者作为别的函数的返回值。
  • 只用"表达式",不用"语句";"表达式"(expression)是一个单纯的运算过程,总是有返回值;"语句"(statement)是执行某种操作,没有返回值。函数式编程要求,只使用表达式,不使用语句。也就是说,每一步都是单纯的运算,而且都有返回值。
  • 不修改状态;函数式编程只是返回新的值,不修改系统变量。
  • 引用透明性;函数程序通常还加强引用透明性,即如果提供同样的输入,那么函数总是返回同样的结果。就是说,表达式的值不依赖于可以改变值的全局状态。

结合以上函数式编程的特点,我们在OC中实现一段函数式编程的代码:

@interface CaculateManager : NSObject

@property(nonatomic, assign) NSInteger result;
//以一个block作为函数入参,体现“函数是一等公民的特征”
- (instancetype)caculate:(int (^)(int))caculateBlock;

@end

@implementation CaculateManager

- (instancetype)caculate:(int (^)(int))caculateBlock {
    _result = caculateBlock(_result);
    //此处增加一个对象自身的返回值,配合链式编程的思想,使调用更加简洁
    return self;
}

@end
int main(int argc, char * argv[]) {
    @autoreleasepool {

        CaculateManager *caculateM = [CaculateManager new];
        //传入一个block(函数)作为入参
        NSInteger result = [caculateM caculate:^int(int result) {
          //每一步都是单纯的运算,而且都有返回值
            result +=100;
            return result;
        }].result; //.result使用的链式编程的思想,因为caculate函数返回了对象本身
    }
}

以上代码是我们使用OC写的一个函数式编程的代码,可以发现我们上文中提到的Masnory框架的使用中也存在函数式编程的思想,代码如下:

[containerView mas_makeConstraints:^(MASConstraintMaker *make) {
        、、、
}];
- (NSArray *)mas_makeConstraints:(void(^)(MASConstraintMaker *))block {
      、、、
      block(constraintMaker);
      return [constraintMaker install];
}

由上面的示例代码我们可以简单总结下函数式编程的优点:

  • 代码简洁,开发快速;函数式编程大量使用函数,减少了代码的重复,因此程序比较短,开发速度较快。
  • 接近自然语言,易于理解;函数式编程的自由度很高,可以写出很接近自然语言的代码。
  • 更方便的代码管理;函数式编程不依赖、也不会改变外界的状态,只要给定输入参数,返回的结果必定相同。
  • 易于"并发编程";函数式编程不需要考虑"死锁"(deadlock),因为它不修改变量,所以根本不存在"锁"线程的问题。
  • 代码的热升级;函数式编程没有副作用,只要保证接口不变,内部实现是外部无关的。

04 面向过程

面向过程编程思想想必大家再熟悉不过,比如大多数软件开发者的启蒙编程语言----C语言,采用的都是面向过程的编程思想。

总的来说,在面向过程编程中,问题被看成过程的有序组合,例如读、计算、展示结果等等过程。以面向过程来思考为例,首先把问题分解成一系列过程,每个过程可以对应一个或者多个函数,实现所有的函数,问题就被解决了。在此我们不列举代码示例,只做一个简单概念描述。

05 面向对象

OC本身就是一门面向对象的编程语言,所以对面向对象编程思想再熟悉不过,我们项目中有无数个对象,每一个对象都是我们抽象出来对应具体事物的且包含事物的特征。

面向对象编程以对象为核心,程序由一系列对象组成。类是对现实世界的抽象,包括表示静态属性的数据和对数据的操作,对象是类的实例化。对象间通过消息传递相互通信,来模拟现实世界中不同实体间的联系。在面向对象的程序设计中,对象是组成程序的基本模块。

写在最后

编程的目的就是希望计算机解决我们现实生活中遇到的各种问题。编程思想是帮助我们写出一套可维护性高,扩展性高的代码的一套思想规范或者说工具,编程思想的本质是降低系统复杂度,减少重复,减少代码的变更的。掌握了这个大方向,理解各种编程思想就容易多了。本文主要参考了百度百科中关于编程思想的一些定义就OC语言中一些开发中常见的编程思想做了一个简单介绍,希望能帮助大家更好的理解编程思想,如有不准确的地方,敬请指正。


https://mp.weixin.qq.com/s/KxGc4du8raQtg0yzUDXfMQ

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