面试题：Swift装饰器模式与协议扩展结合中的内存管理问题

可能出现的内存管理问题及分析

强引用循环：当装饰器对象和被装饰对象之间相互持有强引用时，就会形成强引用循环。例如，装饰器持有对被装饰对象的强引用以增强其功能，而被装饰对象可能又持有对装饰器的强引用（比如用于回调等场景），这样两个对象相互引用，导致它们的引用计数永远不会降为0，从而无法被释放，造成内存泄漏。

避免方法

使用弱引用或无主引用：如果被装饰对象对装饰器的引用只是为了回调，并且可以接受装饰器在某个时刻被释放，那么可以将被装饰对象对装饰器的引用设置为弱引用（weak）。如果确定装饰器的生命周期至少和被装饰对象一样长，也可以使用无主引用（unowned），但使用unowned时要小心空指针异常，因为它不允许nil值。

具体场景及代码示例

场景：假设我们有一个ViewController（可视为被装饰对象），需要通过一个DataLoaderDecorator（装饰器）来加载数据并更新视图。ViewController可能需要在数据加载完成后通知DataLoaderDecorator做一些后续处理。

protocol DataLoader {
    func loadData()
}

class ViewController {
    var dataLoader: DataLoader?
    // 这里假设会持有装饰器的引用
    var decorator: DataLoaderDecorator?
    
    init() {
        let decorator = DataLoaderDecorator(dataLoader: self)
        self.dataLoader = decorator
        self.decorator = decorator
    }
}

class DataLoaderDecorator: DataLoader {
    let decorated: DataLoader
    init(dataLoader: DataLoader) {
        self.decorated = dataLoader
    }
    
    func loadData() {
        // 增强的加载逻辑
        decorated.loadData()
        // 加载完成后可能需要通知被装饰对象
        if let viewController = decorated as? ViewController {
            viewController.updateUI()
        }
    }
}

extension ViewController: DataLoader {
    func loadData() {
        // 实际的数据加载逻辑
        print("Loading data...")
    }
    
    func updateUI() {
        print("Updating UI...")
    }
}

在上述代码中，如果不处理引用关系，ViewController和DataLoaderDecorator会形成强引用循环。

解决方法

protocol DataLoader {
    func loadData()
}

class ViewController {
    var dataLoader: DataLoader?
    // 使用弱引用避免强引用循环
    weak var decorator: DataLoaderDecorator?
    
    init() {
        let decorator = DataLoaderDecorator(dataLoader: self)
        self.dataLoader = decorator
        self.decorator = decorator
    }
}

class DataLoaderDecorator: DataLoader {
    let decorated: DataLoader
    init(dataLoader: DataLoader) {
        self.decorated = dataLoader
    }
    
    func loadData() {
        // 增强的加载逻辑
        decorated.loadData()
        // 加载完成后可能需要通知被装饰对象
        if let viewController = decorated as? ViewController {
            viewController.updateUI()
        }
    }
}

extension ViewController: DataLoader {
    func loadData() {
        // 实际的数据加载逻辑
        print("Loading data...")
    }
    
    func updateUI() {
        print("Updating UI...")
    }
}

通过将ViewController中的decorator属性声明为weak，打破了强引用循环，确保当其中一个对象不再被其他地方引用时，能够被正确释放。

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