Swift面向协议编程

从一个具体需求说起

应用中有多个页面内的UICollectionViewCell需要实现一个相同的小动画:被选中时,先缩小到原来的0.8倍,再回弹到0.9倍。动画本身实现起来不难:

然而不同的页面有不同的UICollectionViewCell子类,怎样方便地让它们都能复用这个动画实现呢?

面向对象的复用方式

  • 继承

如果用面向对象的思维解决问题,最容易想到的就是定义个一个继承自UICollectionViewCell的类,比如叫MYCollectionViewCell,实现这个动画,然后所有需要这个动画的cell都继承它。

能解决问题,但缺点也很明显:继承很容易带来耦合。

比如,现在需要给UICollectionViewCell再增加一个功能,这个功能的接口声明了依赖ABC另外三个类。Swift/Objective-C只能单继承,如果把新的功能实现也放到这个MYCollectionViewCell里,就引入了不必要的耦合。这时我们想用这个动画功能,依赖MYCollectionViewCell的同时也跟着依赖了和动画毫无关系的ABC三个类。代码就开始僵化了。

有的项目里定义了继承UIViewController的父类,实现了很多功能,要求项目里所有的页面都要继承它。这种僵化的毛病就很明显了,下面的子类代码全都依赖这个父类,想抽出来复用非常难。而且往这个自定义UIViewController里塞代码实在太方便了,这个类很容易随着功能迭代逐渐膨胀,越来越难以维护。

而且,假如一个UITableViewCell也需要这个功能,使用继承无法实现。UITableViewCellUICollectionViewCell已经是UIView的不同子类,除非改动UIView,否则无法同时给它们增加功能。然而我们拿不到UIView的实现文件。

  • Extension/Category

严格意义上讲这个不能算典型的面向对象,而是Swift/Objective-C特有的功能。使用它,可以不修改类的实现文件的情况下,给它增加新的方法。我们恰好可以通过给UIView添加category解决UITableViewCellUICollectionViewCell同时增加功能的问题。缺点也是Extension/Category固有的,给一个类加上这东西会污染所有的对象,即使他们根本不需要这个功能。对于Objective-C,即使在一个文件中没有 import这个category,使用runtime还是可以访问到category中的方法的。

  • 组合

组合优于继承这是老生常谈了,用在这里就要定义一个类专门负责做这个动画,然后把layer作为方法参数或者成员变量传进来。缺点嘛,就是有点麻烦。这种小工具类多了,要写很多胶水代码。

面向协议的复用方式

协议扩展这个特性的引入,使得Swift支持了一种新的编程范式:面向协议编程。针对某个要实现的功能,我们可以使用协议定义出接口,然后利用协议扩展提供默认的实现。

上代码:

这样,一个UICollectionViewCellUITableViewCell需要这个功能,只需要声明遵守了这个协议即可,其他什么都不用做,直接就可以调用func selectWithBounce(select:Bool, animated:Bool)这个方法:

遵守某个协议的类的对象调用协议声明的方法时,如果类本身没有提供实现,协议扩展提供的默认实现会被调用。

事实上,我们还可以进一步解除耦合。这个方法依赖的只有layer,不一定要是UIView,还可以是NSView,甚至可以是CALayer本身。

另外我们可以允许用户自定义动画的时长,并提供默认的时长。

稍微改下代码:

这个协议通过var layer:CALayer {get}定义了接入的条件,通过func selectWithBounce(select:Bool, animated:Bool)方法的声明和实现,定义了它的功能。它就像一个插件,只要提供一个 CALayer 属性,任何类都可以方便地接入这个功能。这样就可以在不同的类之间复用这段代码了,解除了对类型的依赖。这是继承和Extension/Category都无法做到的。

如果是CALayer本身呢?很简单:

面向协议编程的好处在于,通过协议+扩展实现一个功能,能够定义所需要的充分必要条件,不多也不少。这样就最大程度减少了耦合。使用者可以像搭积木一样随意组合这些协议,写一个class或struct来完成复杂的功能。实际上,Swift的标准库几乎是everything is starting out as a protocol。

传统的协议(比如Objective-C的protocol,Java的Interface)只能定义接口,不能复用实现,遵守同一个协议的不同的类,只能分别实现协议接口,使用场景受限了很多。Swift只是多了一个协议扩展的特性,但却带来了编程范式的进化。

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