面试题：Objective-C 代码规范中的类设计原则

Question

在 Objective-C 代码规范中，类的设计要遵循单一职责原则。请以一个简单的 iOS 应用场景为例，说明如何通过类的设计遵循这一原则，提高代码的可维护性。同时，谈谈在类的继承体系设计中，如何避免违反开闭原则，举例说明。

Answer 1

1. 遵循单一职责原则提高代码可维护性

假设我们要开发一个简单的 iOS 待办事项应用，有展示待办事项列表和添加待办事项功能。

• 不遵循单一职责原则的设计：

// 这个类试图处理展示和添加待办事项，职责不单一
@interface TodoManager : NSObject
- (void)displayTodos;
- (void)addTodo:(NSString *)todo;
@end

@implementation TodoManager
- (void)displayTodos {
    // 展示待办事项逻辑
}
- (void)addTodo:(NSString *)todo {
    // 添加待办事项逻辑
}
@end

这种设计下，如果展示逻辑或添加逻辑发生变化，可能会影响到另一个功能，可维护性较差。

• 遵循单一职责原则的设计：

// 负责展示待办事项列表
@interface TodoDisplay : NSObject
- (void)displayTodos;
@end

@implementation TodoDisplay
- (void)displayTodos {
    // 展示待办事项逻辑
}
@end

// 负责添加待办事项
@interface TodoAdder : NSObject
- (void)addTodo:(NSString *)todo;
@end

@implementation TodoAdder
- (void)addTodo:(NSString *)todo {
    // 添加待办事项逻辑
}
@end

这样，当展示逻辑改变时，只需要修改 TodoDisplay 类，添加逻辑改变时，只修改 TodoAdder 类，提高了代码的可维护性。

2. 在类的继承体系设计中避免违反开闭原则

开闭原则指软件实体（类、模块、函数等）应该对扩展开放，对修改关闭。

• 违反开闭原则的例子：

// 图形类
@interface Shape : NSObject
- (CGFloat)area;
@end

@implementation Shape
- (CGFloat)area {
    return 0;
}
@end

// 圆形类继承自图形类
@interface Circle : Shape
@property (nonatomic, assign) CGFloat radius;
- (instancetype)initWithRadius:(CGFloat)radius;
@end

@implementation Circle
- (instancetype)initWithRadius:(CGFloat)radius {
    self = [super init];
    if (self) {
        _radius = radius;
    }
    return self;
}
- (CGFloat)area {
    return M_PI * self.radius * self.radius;
}
@end

// 假设现在要添加矩形类，如果在 Shape 类中直接修改添加新逻辑来处理矩形计算面积，就违反了开闭原则
@interface Rectangle : Shape
@property (nonatomic, assign) CGFloat width;
@property (nonatomic, assign) CGFloat height;
- (instancetype)initWithWidth:(CGFloat)width height:(CGFloat)height;
@end

@implementation Rectangle
- (instancetype)initWithWidth:(CGFloat)width height:(CGFloat)height {
    self = [super init];
    if (self) {
        _width = width;
        _height = height;
    }
    return self;
}
- (CGFloat)area {
    return self.width * self.height;
}
@end

这里如果在 Shape 类中为了适应矩形添加新逻辑，就修改了 Shape 类，违反了开闭原则。

• 遵循开闭原则的做法：

// 图形类，定义抽象方法
@interface Shape : NSObject
- (CGFloat)area;
@end

@implementation Shape
- (CGFloat)area {
    // 这里可以抛出异常或者做默认处理，实际应用中具体分析
    @throw [NSException exceptionWithName:@"UnimplementedAreaCalculation" reason:@"Subclasses should implement area calculation" userInfo:nil];
}
@end

// 圆形类继承自图形类
@interface Circle : Shape
@property (nonatomic, assign) CGFloat radius;
- (instancetype)initWithRadius:(CGFloat)radius;
@end

@implementation Circle
- (instancetype)initWithRadius:(CGFloat)radius {
    self = [super init];
    if (self) {
        _radius = radius;
    }
    return self;
}
- (CGFloat)area {
    return M_PI * self.radius * self.radius;
}
@end

// 矩形类继承自图形类
@interface Rectangle : Shape
@property (nonatomic, assign) CGFloat width;
@property (nonatomic, assign) CGFloat height;
- (instancetype)initWithWidth:(CGFloat)width height:(CGFloat)height;
@end

@implementation Rectangle
- (instancetype)initWithWidth:(CGFloat)width height:(CGFloat)height {
    self = [super init];
    if (self) {
        _width = width;
        _height = height;
    }
    return self;
}
- (CGFloat)area {
    return self.width * self.height;
}
@end

这种情况下，当添加新的图形类（如矩形）时，不需要修改 Shape 类，只需要扩展新的子类并实现相应的 area 方法，遵循了开闭原则。