面试题：Objective-C中工厂模式与抽象工厂模式的性能与优化

可能遇到的性能问题

内存管理：
- 对象创建与释放开销：工厂模式下频繁创建和释放对象，会增加内存分配和释放的开销。例如在一个游戏开发场景中，使用工厂模式创建大量游戏道具对象（如子弹、武器等），若每次创建都进行内存分配，会导致内存碎片问题，降低内存分配效率。
- 循环引用：在复杂的对象关系中，可能由于工厂创建的对象之间存在相互引用，导致循环引用，从而使对象无法正常释放，造成内存泄漏。比如一个视图控制器通过工厂创建一个自定义视图，而该视图又持有对视图控制器的引用，就可能引发循环引用。
对象创建开销：
- 初始化开销：抽象工厂模式可能涉及创建复杂对象，这些对象初始化过程可能包含大量计算、数据加载等操作，导致创建时间过长。例如创建一个多媒体处理对象，初始化时需要加载大量的音频、视频编解码库，这会耗费较多时间。
- 反射开销（在Objective - C中类似情况）：虽然Objective - C没有严格意义上的反射，但在工厂模式中通过字符串来动态创建类实例时，会涉及到运行时查找类等操作，带来一定开销。比如通过NSClassFromString根据类名创建对象，相比直接创建对象会有额外开销。

优化策略及代码示例

内存管理优化：
- 对象池：
  - 原理：提前创建一定数量的对象并放入对象池中，需要时从池中获取，使用完后放回池中，减少内存分配和释放次数。
  - 示例：

@interface ObjectPool : NSObject

@property (nonatomic, strong) NSMutableArray *pool;
@property (nonatomic, assign) NSInteger maxCount;

+ (instancetype)sharedPool;
- (id)getObject;
- (void)returnObject:(id)object;

@end

@implementation ObjectPool

+ (instancetype)sharedPool {
    static ObjectPool *pool = nil;
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        pool = [[ObjectPool alloc] init];
        pool.pool = [NSMutableArray array];
        pool.maxCount = 10;
        for (int i = 0; i < pool.maxCount; i++) {
            id obj = [[NSObject alloc] init];
            [pool.pool addObject:obj];
        }
    });
    return pool;
}

- (id)getObject {
    if (self.pool.count > 0) {
        id obj = self.pool.lastObject;
        [self.pool removeLastObject];
        return obj;
    } else {
        return [[NSObject alloc] init];
    }
}

- (void)returnObject:(id)object {
    if (self.pool.count < self.maxCount) {
        [self.pool addObject:object];
    }
}

@end

在工厂类中使用对象池：

@interface MyObjectFactory : NSObject

+ (id)createObject;

@end

@implementation MyObjectFactory

+ (id)createObject {
    return [[ObjectPool sharedPool] getObject];
}

@end

- **避免循环引用**：
    - **原理**：使用弱引用（`weak`）或无主引用（`unowned`在ARC下类似功能）来打破循环引用。
    - **示例**：

@interface CustomView : UIView

@property (nonatomic, weak) id delegate;

@end

@implementation CustomView

@end

@interface ViewController : UIViewController

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    CustomView *customView = [[CustomView alloc] initWithFrame:self.view.bounds];
    customView.delegate = self;
    [self.view addSubview:customView];
}

@end

对象创建开销优化：
- 延迟初始化：
  - 原理：将对象初始化中一些耗时操作延迟到真正需要使用该对象时执行。
  - 示例：

@interface ExpensiveObject : NSObject

@property (nonatomic, strong) NSData *largeData;

- (void)loadLargeData;

@end

@implementation ExpensiveObject

- (void)loadLargeData {
    // 模拟加载大量数据
    self.largeData = [NSData dataWithContentsOfFile:@"largeFile.dat"];
}

@end

@interface ExpensiveObjectFactory : NSObject

+ (ExpensiveObject *)createObject;

@end

@implementation ExpensiveObjectFactory

+ (ExpensiveObject *)createObject {
    ExpensiveObject *obj = [[ExpensiveObject alloc] init];
    // 这里不立即加载数据
    return obj;
}

@end

在使用时：

ExpensiveObject *expensiveObj = [ExpensiveObjectFactory createObject];
// 当真正需要使用largeData时再加载
[expensiveObj loadLargeData];

- **减少动态查找**：
    - **原理**：尽量避免通过字符串动态查找类创建对象，改为静态创建。
    - **示例**：
    - 原始动态创建：

NSString *className = @"MyClass";
Class class = NSClassFromString(className);
id obj = [[class alloc] init];

    - 静态创建优化：

MyClass *obj = [[MyClass alloc] init];

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面试题：Objective-C中工厂模式与抽象工厂模式的性能与优化

知识考点

面试题答案

可能遇到的性能问题

优化策略及代码示例