面试题：Swift装饰器模式与协议扩展结合在复杂业务场景中的优化

Question

假设在一个大型iOS项目中，有多个视图组件，每个视图组件都遵循不同的协议，且需要通过装饰器模式添加不同的附加功能，如日志记录、性能监控等。在这种复杂业务场景下，如何优化装饰器模式与协议扩展结合的代码结构，以提高代码的可维护性、可读性和性能？请详细阐述设计思路并给出关键代码示例。

Answer 1

设计思路

1. 协议抽象：将通用的功能抽象成协议，比如将日志记录和性能监控分别抽象成Logging和PerformanceMonitoring协议。这样可以使不同的视图组件通过遵循这些协议来获得相应功能，而不是直接在视图组件类中实现这些功能，达到解耦的目的。
2. 装饰器基类：创建一个装饰器基类，所有具体的装饰器都继承自这个基类。这个基类持有被装饰对象的引用，并通过构造函数初始化。这样可以确保所有装饰器都有统一的基础结构。
3. 协议扩展：利用协议扩展为协议提供默认实现。在协议扩展中实现日志记录、性能监控等具体功能，这样遵循协议的视图组件只需要声明遵循协议，就可以获得这些功能的默认实现。如果有特殊需求，视图组件也可以重写协议扩展中的方法。
4. 组合优于继承：在装饰器中，通过组合的方式将附加功能添加到被装饰对象上，而不是使用继承。这样可以避免继承带来的类层次结构复杂的问题，并且可以在运行时动态地添加或移除附加功能。

关键代码示例

1. 协议定义

// 日志记录协议
protocol Logging {
    func log(message: String)
}

// 性能监控协议
protocol PerformanceMonitoring {
    func startPerformanceMonitoring()
    func stopPerformanceMonitoring()
}

2. 协议扩展

// 日志记录协议扩展
extension Logging {
    func log(message: String) {
        print("Log: \(message)")
    }
}

// 性能监控协议扩展
extension PerformanceMonitoring {
    func startPerformanceMonitoring() {
        print("Performance monitoring started")
    }
    func stopPerformanceMonitoring() {
        print("Performance monitoring stopped")
    }
}

3. 视图组件协议

protocol ViewComponent {}

4. 具体视图组件

class ConcreteViewComponent: ViewComponent, Logging, PerformanceMonitoring {}

5. 装饰器基类

class Decorator: ViewComponent {
    var component: ViewComponent

    init(component: ViewComponent) {
        self.component = component
    }
}

6. 具体装饰器

class LoggingDecorator: Decorator, Logging {
    override init(component: ViewComponent) {
        super.init(component: component)
    }

    func log(message: String) {
        print("LoggingDecorator: \(message)")
        (component as? Logging)?.log(message: message)
    }
}

class PerformanceMonitoringDecorator: Decorator, PerformanceMonitoring {
    override init(component: ViewComponent) {
        super.init(component: component)
    }

    func startPerformanceMonitoring() {
        print("PerformanceMonitoringDecorator: Monitoring started")
        (component as? PerformanceMonitoring)?.startPerformanceMonitoring()
    }

    func stopPerformanceMonitoring() {
        print("PerformanceMonitoringDecorator: Monitoring stopped")
        (component as? PerformanceMonitoring)?.stopPerformanceMonitoring()
    }
}

7. 使用示例

let viewComponent = ConcreteViewComponent()
let loggedComponent = LoggingDecorator(component: viewComponent)
let monitoredComponent = PerformanceMonitoringDecorator(component: loggedComponent)

monitoredComponent.startPerformanceMonitoring()
loggedComponent.log(message: "Some action occurred")
monitoredComponent.stopPerformanceMonitoring()

通过以上设计思路和代码示例，可以有效地优化装饰器模式与协议扩展结合的代码结构，提高代码的可维护性、可读性和性能。