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面试题:Objective-C下复杂业务系统中设计模式的综合优化与重构

假设你接手一个使用Objective-C开发的大型iOS应用,该应用存在代码耦合度高、可维护性差的问题。请以设计模式的角度出发,分析如何通过引入或调整设计模式(如策略模式、观察者模式、组合模式等)对其进行重构,提高代码的可维护性、扩展性和复用性。要求提供具体的重构思路、涉及的设计模式应用细节以及可能面临的挑战和解决方案。
10.4万 热度难度
编程语言Objective-C

知识考点

AI 面试

面试题答案

一键面试

重构思路

  1. 分析模块与职责:全面梳理现有代码,明确各个模块的功能与职责,找出高度耦合的部分。
  2. 确定设计模式应用点:依据模块间关系及问题,选择合适设计模式。如,若模块间行为差异大,考虑策略模式;若存在一对多依赖关系,可应用观察者模式;若有树形结构组织需求,组合模式可能适用。
  3. 逐步重构:以低风险方式逐步引入或调整设计模式,避免一次性大规模改动导致难以调试的问题。

设计模式应用细节

策略模式

  1. 场景:当应用中有多种算法或行为,且在不同条件下需切换时适用。例如,应用中处理图片加载的不同策略,如根据网络状况选择不同质量图片加载方式。
  2. 实现
    • 定义一个协议(protocol),包含所有具体策略需实现的方法。如@protocol ImageLoadingStrategy <NSObject>,协议中定义-(void)loadImageWithURL:(NSURL *)url;方法。
    • 针对每种具体策略创建类,遵循上述协议并实现协议方法。如@interface HighQualityImageLoadingStrategy : NSObject <ImageLoadingStrategy>,在类中实现图片高质量加载逻辑。
    • 在使用处,创建一个上下文类(Context),持有一个策略协议类型的属性。如@interface ImageLoaderContext : NSObject { id<ImageLoadingStrategy> _strategy; },并提供设置策略的方法-(void)setImageLoadingStrategy:(id<ImageLoadingStrategy>)strategy;以及调用策略方法的方法-(void)loadImageWithURL:(NSURL *)url { [_strategy loadImageWithURL:url]; }

观察者模式

  1. 场景:当一个对象状态变化需要通知多个其他对象时适用。比如,应用中用户登录状态改变,需要通知多个界面进行相应更新。
  2. 实现
    • 定义一个被观察对象(Subject)类,包含添加、移除观察者以及通知观察者的方法。如@interface UserLoginSubject : NSObject { NSMutableArray *_observers; } -(void)addObserver:(id)observer; -(void)removeObserver:(id)observer; -(void)notifyObservers;
    • 定义观察者(Observer)协议,规定观察者需实现的更新方法。如@protocol UserLoginObserver <NSObject> -(void)userLoginStatusChanged; @end
    • 具体观察者类遵循该协议并实现更新方法。如@interface LoginViewController : UIViewController <UserLoginObserver>,实现-(void)userLoginStatusChanged { // 更新界面相关逻辑 }
    • 在被观察对象状态改变时,调用notifyObservers方法遍历观察者数组,调用每个观察者的更新方法。

组合模式

  1. 场景:若应用中有树形结构的数据或对象,如文件系统目录结构展示,需要统一处理单个对象和对象组合时适用。
  2. 实现
    • 定义一个抽象组件(Component)类或协议,包含公共操作方法。如@protocol FileSystemComponent <NSObject>,定义-(NSString *)getName; -(void)display;等方法。
    • 创建叶子节点(Leaf)类,遵循协议实现具体操作。如@interface File : NSObject <FileSystemComponent>,实现获取文件名及展示文件信息的逻辑。
    • 创建组合节点(Composite)类,同样遵循协议,持有子组件数组,实现添加、移除子组件以及递归调用子组件操作方法。如@interface Directory : NSObject <FileSystemComponent> { NSMutableArray *_children; } -(void)addChild:(id<FileSystemComponent>)child; -(void)removeChild:(id<FileSystemComponent>)child; -(void)display { for (id<FileSystemComponent> component in _children) { [component display]; } }

可能面临的挑战和解决方案

挑战

  1. 理解现有代码难度大:大型应用代码量大且耦合度高,全面理解业务逻辑和代码结构耗时费力。
  2. 引入新设计模式的兼容性问题:新设计模式可能与现有代码库某些部分不兼容,导致编译错误或运行时异常。
  3. 开发周期压力:重构需要投入时间和精力,可能影响项目进度。

解决方案

  1. 代码梳理工具与团队协作:利用代码分析工具辅助理解代码结构,团队成员共同参与,通过代码走查、文档梳理等方式加速理解。
  2. 逐步引入与测试驱动:以小步迭代方式引入设计模式,每次改动后进行全面单元测试、集成测试,及时发现并解决兼容性问题。
  3. 合理规划重构计划:制定详细重构计划,将重构任务分解为多个小的可管理的子任务,合理安排时间,优先处理关键模块重构,尽量减少对项目进度的影响。