面试题：Objective-C中复杂手势交互场景下的性能优化

可能导致性能问题的原因

频繁的重绘：手势操作可能导致视图频繁更新，触发过多的重绘，消耗大量CPU和GPU资源。
复杂的计算：旋转、缩放、平移同时存在，手势处理中的数学计算量较大，占用CPU资源。
内存管理不当：手势操作过程中创建过多临时对象，未及时释放，导致内存增长，影响性能。
视图层级复杂：复杂的视图层级结构使得系统在处理手势和更新视图时需要遍历大量视图，增加开销。

优化方法及底层原理

减少重绘
- 原理：合并视图更新，减少不必要的重绘。CALayer有一个属性叫做needsDisplay，当该属性为YES时，会在下一个合适的时机进行重绘。如果频繁设置这个属性，就会频繁触发重绘。
- 方法：使用CATransaction批量更新视图属性。CATransaction可以将多个视图属性的修改合并为一次提交，这样只会触发一次重绘。例如：

[CATransaction begin];
[CATransaction setValue:(id)kCFBooleanTrue forKey:kCATransactionDisableActions];
// 进行多个视图属性修改，如旋转、缩放、平移
view.transform = CGAffineTransformRotate(view.transform, M_PI_4);
view.transform = CGAffineTransformScale(view.transform, 1.2, 1.2);
view.center = CGPointMake(newX, newY);
[CATransaction commit];

优化计算
- 原理：使用更高效的算法和数据结构来减少计算量。例如，对于矩阵变换的计算，使用预先计算好的变换矩阵可以减少实时计算量。
- 方法：提前计算常用的变换矩阵，在手势处理时直接应用。对于复杂的手势组合，可以使用手势识别器的组合逻辑来简化计算。例如，将旋转、缩放和平移的计算分别封装成独立的方法，在手势处理时调用这些方法，避免重复计算。

// 旋转计算方法
- (CGAffineTransform)rotationTransformWithAngle:(CGFloat)angle {
    return CGAffineTransformRotate(CGAffineTransformIdentity, angle);
}
// 缩放计算方法
- (CGAffineTransform)scaleTransformWithScale:(CGFloat)scale {
    return CGAffineTransformScale(CGAffineTransformIdentity, scale, scale);
}
// 平移计算方法
- (CGAffineTransform)translationTransformWithDeltaX:(CGFloat)deltaX deltaY:(CGFloat)deltaY {
    return CGAffineTransformTranslate(CGAffineTransformIdentity, deltaX, deltaY);
}

优化内存管理
- 原理：及时释放不再使用的对象，避免内存泄漏和内存峰值。Objective - C的自动引用计数（ARC）机制可以帮助管理内存，但在某些复杂场景下，仍需要手动优化。
- 方法：在手势操作完成后，及时释放临时创建的对象。对于频繁创建和销毁的对象，可以考虑使用对象池来复用对象。例如，在处理手势时创建的临时NSValue对象用于存储坐标等信息，可以放入对象池中，下次使用时直接从对象池中获取，而不是重新创建。

// 对象池管理类示例
@interface ObjectPool : NSObject
@property (nonatomic, strong) NSMutableArray<NSValue *> *valuePool;
- (NSValue *)getValueFromPool;
- (void)returnValueToPool:(NSValue *)value;
@end

@implementation ObjectPool
- (instancetype)init {
    self = [super init];
    if (self) {
        _valuePool = [NSMutableArray array];
    }
    return self;
}
- (NSValue *)getValueFromPool {
    if (self.valuePool.count > 0) {
        return [self.valuePool lastObject];
        [self.valuePool removeLastObject];
    }
    return [NSValue value];
}
- (void)returnValueToPool:(NSValue *)value {
    [self.valuePool addObject:value];
}
@end

简化视图层级
- 原理：减少视图层级的深度和复杂度，可以降低系统遍历视图的开销。系统在处理手势事件和更新视图时，需要从根视图开始遍历整个视图层级。
- 方法：合并或移除不必要的视图。例如，如果有多个视图只是用于装饰，没有实际的交互逻辑，可以将它们合并成一个视图，通过绘制不同的图形来实现相同的效果。或者对于一些在手势操作过程中不需要显示的视图，可以暂时隐藏或移除。

// 移除不必要视图示例
if (viewToRemove.superview) {
    [viewToRemove removeFromSuperview];
}

优化后的代码架构示例

手势处理类

@interface GestureHandler : NSObject <UIGestureRecognizerDelegate>
@property (nonatomic, weak) UIView *targetView;
- (instancetype)initWithTargetView:(UIView *)view;
@end

@implementation GestureHandler
- (instancetype)initWithTargetView:(UIView *)view {
    self = [super init];
    if (self) {
        _targetView = view;
        UIPanGestureRecognizer *panGesture = [[UIPanGestureRecognizer alloc] initWithTarget:self action:@selector(panGestureHandler:)];
        UIRotationGestureRecognizer *rotationGesture = [[UIRotationGestureRecognizer alloc] initWithTarget:self action:@selector(rotationGestureHandler:)];
        UIPinchGestureRecognizer *pinchGesture = [[UIPinchGestureRecognizer alloc] initWithTarget:self action:@selector(pinchGestureHandler:)];
        
        panGesture.delegate = self;
        rotationGesture.delegate = self;
        pinchGesture.delegate = self;
        
        [view addGestureRecognizer:panGesture];
        [view addGestureRecognizer:rotationGesture];
        [view addGestureRecognizer:pinchGesture];
    }
    return self;
}

- (BOOL)gestureRecognizer:(UIGestureRecognizer *)gestureRecognizer shouldRecognizeSimultaneouslyWithGestureRecognizer:(UIGestureRecognizer *)otherGestureRecognizer {
    return YES;
}

- (void)panGestureHandler:(UIPanGestureRecognizer *)sender {
    CGPoint translation = [sender translationInView:self.targetView.superview];
    [CATransaction begin];
    [CATransaction setValue:(id)kCFBooleanTrue forKey:kCATransactionDisableActions];
    self.targetView.center = CGPointMake(self.targetView.center.x + translation.x, self.targetView.center.y + translation.y);
    [sender setTranslation:CGPointZero inView:self.targetView.superview];
    [CATransaction commit];
}

- (void)rotationGestureHandler:(UIRotationGestureRecognizer *)sender {
    CGFloat rotation = sender.rotation;
    [CATransaction begin];
    [CATransaction setValue:(id)kCFBooleanTrue forKey:kCATransactionDisableActions];
    self.targetView.transform = CGAffineTransformRotate(self.targetView.transform, rotation);
    sender.rotation = 0;
    [CATransaction commit];
}

- (void)pinchGestureHandler:(UIPinchGestureRecognizer *)sender {
    CGFloat scale = sender.scale;
    [CATransaction begin];
    [CATransaction setValue:(id)kCFBooleanTrue forKey:kCATransactionDisableActions];
    self.targetView.transform = CGAffineTransformScale(self.targetView.transform, scale, scale);
    sender.scale = 1;
    [CATransaction commit];
}
@end

视图控制器中使用手势处理类

@interface ViewController : UIViewController
@end

@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    UIView *targetView = [[UIView alloc] initWithFrame:CGRectMake(100, 100, 200, 200)];
    targetView.backgroundColor = [UIColor redColor];
    [self.view addSubview:targetView];
    
    GestureHandler *handler = [[GestureHandler alloc] initWithTargetView:targetView];
}
@end

这样的架构将手势处理逻辑封装到GestureHandler类中，在视图控制器中只需要初始化手势处理类并传入目标视图，同时在手势处理方法中使用CATransaction来优化重绘，从而提高应用在复杂手势交互场景下的性能。

星途面试题库

面试题：Objective-C中复杂手势交互场景下的性能优化

知识考点

面试题答案

可能导致性能问题的原因

优化方法及底层原理

优化后的代码架构示例