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


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


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


@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


@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


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!