面试题：Objective-C多平台开发的深层次框架差异及适配策略

Question

深入分析在Objective-C开发中，macOS的Cocoa框架与iOS的Cocoa Touch框架之间的深层次差异，比如在事件处理、应用生命周期管理、后台运行机制等方面。针对这些差异，设计一套通用的代码适配策略，确保应用能在两个平台高效运行，同时阐述该策略可能面临的挑战及解决方案。

Answer 1

一、Cocoa 与 Cocoa Touch 框架差异

1. 事件处理
   • Cocoa（macOS）：支持多种输入设备，如鼠标、键盘、触控板等。事件处理模型基于 responder chain（响应者链），视图（NSView）、窗口（NSWindow）、应用程序（NSApplication）等都可以成为响应者。例如，鼠标点击事件可以在视图或窗口级别处理。
   • Cocoa Touch（iOS）：主要针对触摸输入，事件处理围绕 touches（触摸点）展开。视图（UIView）是事件处理的核心，通过重写 touchesBegan:withEvent:、touchesMoved:withEvent: 等方法来处理触摸事件。iOS 设备没有传统的鼠标和键盘，所以事件处理模型与 macOS 有较大不同。
2. 应用生命周期管理
   • Cocoa（macOS）：应用启动后，会进入一个持续运行的状态，用户可以同时打开多个窗口，应用可以在后台保持活跃，例如在后台处理文件下载等任务。应用的终止通常由用户手动关闭或通过菜单选择退出。
   • Cocoa Touch（iOS）：iOS 应用通常只有一个窗口，应用启动后，展示主界面。iOS 应用有多种状态，如 Not Running（未运行）、Inactive（不活跃）、Active（活跃）、Background（后台）、Suspended（挂起）。应用进入后台后，系统会对其进行挂起，限制其资源使用，以节省电量和系统资源。只有特定类型的任务（如音频播放、位置更新等）可以在后台继续运行。
3. 后台运行机制
   • Cocoa（macOS）：应用可以在后台持续运行，执行各种任务，例如网络请求、文件处理等。应用可以获取系统资源，只要用户没有手动关闭应用或系统资源不足，应用可以长时间运行。
   • Cocoa Touch（iOS）：iOS 对后台运行有严格限制。应用进入后台后，通常会在短时间内被挂起。要在后台运行，应用需要在 Info.plist 中声明支持的后台模式，如 App plays audio or streams audio/video using AirPlay、App registers for location updates 等。并且后台任务有时间限制，一般在几分钟内完成，否则系统会终止应用。

二、通用代码适配策略

1. 使用条件编译 通过 #ifdef、#endif 等预处理指令，根据目标平台编译不同的代码。例如：

#ifdef TARGET_OS_IPHONE
// iOS 特定代码
#import <UIKit/UIKit.h>
@interface iOSViewController : UIViewController
@end
@implementation iOSViewController
// iOS 视图控制器实现
@end
#elif defined(TARGET_OS_MAC)
// macOS 特定代码
#import <Cocoa/Cocoa.h>
@interface MacViewController : NSViewController
@end
@implementation MacViewController
// macOS 视图控制器实现
@end
#endif

2. 抽象通用逻辑 将通用的业务逻辑封装在独立的类或方法中，例如数据处理、网络请求等。这些通用代码可以在 iOS 和 macOS 项目中共享。例如：

// 通用数据模型类
@interface CommonDataModel : NSObject
@property (nonatomic, strong) NSString *data;
@end
@implementation CommonDataModel
@end

3. 使用协议和代理 定义协议来抽象特定平台的行为，通过代理模式在不同平台实现协议。例如，定义一个显示提示框的协议：

@protocol AlertPresenterProtocol <NSObject>
- (void)showAlertWithTitle:(NSString *)title message:(NSString *)message;
@end
// iOS 实现
@interface iOSAlertPresenter : NSObject <AlertPresenterProtocol>
@end
@implementation iOSAlertPresenter
- (void)showAlertWithTitle:(NSString *)title message:(NSString *)message {
    UIAlertController *alertController = [UIAlertController alertControllerWithTitle:title message:message preferredStyle:UIAlertControllerStyleAlert];
    UIAlertAction *okAction = [UIAlertAction actionWithTitle:@"OK" style:UIAlertActionStyleDefault handler:nil];
    [alertController addAction:okAction];
    // 获取当前视图控制器以显示 alert
    UIViewController *rootViewController = [UIApplication sharedApplication].keyWindow.rootViewController;
    [rootViewController presentViewController:alertController animated:YES completion:nil];
}
@end
// macOS 实现
@interface MacAlertPresenter : NSObject <AlertPresenterProtocol>
@end
@implementation MacAlertPresenter
- (void)showAlertWithTitle:(NSString *)title message:(NSString *)message {
    NSAlert *alert = [[NSAlert alloc] init];
    [alert setMessageText:title];
    [alert setInformativeText:message];
    [alert addButtonWithTitle:@"OK"];
    [alert runModal];
}
@end

在通用代码中，通过代理调用显示提示框的方法：

@interface CommonClass : NSObject
@property (nonatomic, weak) id<AlertPresenterProtocol> alertPresenter;
@end
@implementation CommonClass
- (void)someMethodThatNeedsToShowAlert {
    [self.alertPresenter showAlertWithTitle:@"Alert" message:@"Some information"];
}
@end

三、可能面临的挑战及解决方案

1. UI 适配挑战
   • 挑战：iOS 和 macOS 的 UI 设计规范和控件差异较大。例如，iOS 使用 UIButton，macOS 使用 NSButton，它们的属性和外观设置方式不同。同时，屏幕尺寸和分辨率的差异也需要考虑。
   • 解决方案：使用 Auto Layout（iOS）和 Auto Layout / Stack Views（macOS）来处理布局。对于 UI 控件，可以通过前面提到的协议和代理方式，在不同平台实现特定的 UI 显示逻辑。例如，定义一个 ButtonProtocol，在 iOS 和 macOS 分别实现 UIButton 和 NSButton 的创建和设置。
2. 性能优化挑战
   • 挑战：iOS 设备资源相对有限，特别是在后台运行时，需要严格控制资源使用。而 macOS 应用虽然资源相对丰富，但也需要考虑多任务环境下的性能。
   • 解决方案：在 iOS 中，优化内存使用，避免在后台执行长时间运行的任务，使用合适的后台模式。在 macOS 中，合理使用多线程和并发技术，优化资源分配，确保应用在多任务环境下的流畅运行。同时，在通用代码中编写高效的算法和数据结构，减少不必要的计算和内存开销。
3. API 兼容性挑战
   • 挑战：部分 API 在 iOS 和 macOS 上存在差异，甚至有些功能在一个平台存在，在另一个平台不存在。例如，iOS 的 Core Location 框架在 macOS 上的实现方式略有不同，并且 macOS 有一些与桌面相关的 API，iOS 没有。
   • 解决方案：通过条件编译和封装通用接口来解决。对于存在差异的 API，在通用代码中定义抽象接口，在不同平台实现具体的 API 调用。例如，对于获取设备位置功能，定义一个 LocationService 协议，在 iOS 和 macOS 分别实现基于 Core Location 的具体位置获取逻辑。