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高大上函数响应式编程框架ReactiveCocoa学习笔记1 简介

2024-08-09 14:04:28   220人阅读

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ReactiveCocoa函数响应式编程

一、简介
ReactiveCocoa（其简称为RAC）是函数响应式编程框架。RAC具有函数式编程和响应式编程的特性。它主要吸取了.Net的 Reactive Extensions的设计和实现。


函数式编程 (Functional Programming)
函数式编程也可以写N篇,它是完全不同于OO的编程模式，这里主要讲一下这个框架使用到的函数式思想。
1) 高阶函数：在函数式编程中，把函数当参数来回传递，而这个，说成术语，我们把他叫做高阶函数。在oc中，blocks是被广泛使用的参数传递，它实际上是匿名函数。  
     高阶函数调用过程有点像linux命令里的pipeline（管道），一个命令调用后的输出当作另一个命令输入，多个命令之间可以串起来操作。来个例子:

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     RACSequence *numbers = [@"1 2 3 4 5 6 7 8 9" componentsSeparatedByString:@" "].rac_sequence;
  
   // Contains: 22 44 66 88
   RACSequence *doubleNumber = [[numbers filter:^ BOOL (NSString *value) {
        return (value.intValue % 2) == 0;
   }]
    map:^id(id value) {
        return [value stringByAppendingString:value];
   }];


上面的例子是数组里的值先进行过滤filter，得到偶数，然后再将结果的每个值进行map操作，调用stringByAppendingString，最终输出22 44 66 88.


2) 惰性（或延迟）求值：Sequences对象等，只有当被使用到时，才会对其求值。
关于函数编程，有兴趣的大家可以研究下haskell或者clojure，不过目前好多语言都在借用函数式的思想。


响应式编程(Functional Reactive Programming:FRP)
响应式编程是一种和事件流有关的编程模式，关注导致状态值改变的行为事件，一系列事件组成了事件流。


一系列事件是导致属性值发生变化的原因。FRP非常类似于设计模式里的观察者模式。


响应式编程是一种针对数据流和变化传递的编程模式，其执行引擎可以自动的在数据流之间传递数据的变化。比如说，在一种命令式编程语言中，a: = b + c 表示 a 是 b + c 表达式的值，但是在RP语言中，它可能意味着一个动态的数据流关系：当c或者b的值发生变化时，a的值自动的发生变化。
RP已经被证实是一种最有效的处理交互式用户界面、实时模式下的动画的开发模式，但本质上是一种基本的编程模式。现在最为热门的JavaFX脚本语言中，引入的bind就是RP的一个概念实现。


响应式编程其关键点包括：
1) 输入被视为"行为"，或者说一个随时间而变化的事件流
2) 连续的、随时间而变化的值
3) 按时间排序的离散事件序列
FRP与普通的函数式编程相似，但是每个函数可以接收一个输入值的流，如果其中，一个新的输入值到达的话，这个函数将根据最新的输入值重新计算，并且产生一个新的输出。这是一种”数据流"编程模式。


二、为什么我们要用它
1，开发过程中，状态以及状态之间依赖过多,RAC更加有效率地处理事件流，而无需显式去管理状态。在OO或者过程式编程中，状态变化是最难跟踪，最头痛的事。这个也是最重要的一点。
2，减少变量的使用，由于它跟踪状态和值的变化，因此不需要再申明变量不断地观察状态和更新值。
3，提供统一的消息传递机制，将oc中的通知，action，KVO以及其它所有UIControl事件的变化都进行监控，当变化发生时，就会传递事件和值。
4，当值随着事件变换时，可以使用map，filter，reduce等函数便利地对值进行变换操作。


三、何时使用


1,处理异步或者事件驱动的数据变化

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static void *ObservationContext = &ObservationContext;
 
 
- (void)viewDidLoad {
   [super viewDidLoad];
 
   [LoginManager.sharedManager addObserver:self forKeyPath:@"loggingIn" options:NSKeyValueObservingOptionInitial context:&ObservationContext];
   [NSNotificationCenter.defaultCenter addObserver:self selector:@selector(loggedOut:) name:UserDidLogOutNotification object:LoginManager.sharedManager];
 
   [self.usernameTextField addTarget:self action:@selector(updateLogInButton) forControlEvents:UIControlEventEditingChanged];
   [self.passwordTextField addTarget:self action:@selector(updateLogInButton) forControlEvents:UIControlEventEditingChanged];
   [self.logInButton addTarget:self action:@selector(logInPressed:) forControlEvents:UIControlEventTouchUpInside];
}
 
- (void)dealloc {
   [LoginManager.sharedManager removeObserver:self forKeyPath:@"loggingIn" context:ObservationContext];
   [NSNotificationCenter.defaultCenter removeObserver:self];
}
 
- (void)updateLogInButton {
   BOOL textFieldsNonEmpty = self.usernameTextField.text.length > 0 && self.passwordTextField.text.length > 0;
   BOOL readyToLogIn = !LoginManager.sharedManager.isLoggingIn && !self.loggedIn;
   self.logInButton.enabled = textFieldsNonEmpty && readyToLogIn;
}
 
- (IBAction)logInPressed:(UIButton *)sender {
   [[LoginManager sharedManager]
        logInWithUsername:self.usernameTextField.text
        password:self.passwordTextField.text
        success:^{
            self.loggedIn = YES;
        } failure:^(NSError *error) {
            [self presentError:error];
        }];
}
 
 
- (void)loggedOut:(NSNotification *)notification {
   self.loggedIn = NO;
}
 
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary *)change context:(void *)context {
   if (context == ObservationContext) {
        [self updateLogInButton];
   }else {
        [super observeValueForKeyPath:keyPath ofObject:object change:change context:context];
   }
}
 
// RAC实现：
 
- (void)viewDidLoad {
   [super viewDidLoad];
 
   @weakify(self);
   RAC(self.logInButton, enabled) = [RACSignal
        combineLatest:@[
            self.usernameTextField.rac_textSignal,
            self.passwordTextField.rac_textSignal,
            RACObserve(LoginManager.sharedManager, loggingIn),
            RACObserve(self, loggedIn)
        ] reduce:^(NSString *username,NSString *password,NSNumber *loggingIn,NSNumber *loggedIn) {
            return @(username.length > 0 && password.length > 0 && !loggingIn.boolValue && !loggedIn.boolValue);
        }];
 
 
   [[self.logInButton rac_signalForControlEvents:UIControlEventTouchUpInside] subscribeNext:^(UIButton *sender) {
        @strongify(self);
 
 
        RACSignal *loginSignal = [LoginManager.sharedManager
            logInWithUsername:self.usernameTextField.text
            password:self.passwordTextField.text];
 
 
            [loginSignal subscribeError:^(NSError *error) {
                @strongify(self);
                [self presentError:error];
            } completed:^{
                @strongify(self);
                self.loggedIn = YES;
            }];
   }];
 
   RAC(self, loggedIn) = [[NSNotificationCenter.defaultCenter
        rac_addObserverForName:UserDidLogOutNotification object:nil]
        mapReplace:@NO];
}



2, 链式的依赖操作

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[client logInWithSuccess:^{
   [client loadCachedMessagesWithSuccess:^(NSArray *messages) {
        [client fetchMessagesAfterMessage:messages.lastObject success:^(NSArray *nextMessages) {
            NSLog(@"Fetched all messages.");
        } failure:^(NSError *error) {
            [self presentError:error];
        }];
   } failure:^(NSError *error) {
        [self presentError:error];
   }];
} failure:^(NSError *error) {
   [self presentError:error];
}];
 
 //      RAC实现：
[[[[client logIn]
   then:^{
        return [client loadCachedMessages];
   }]
   flattenMap:^(NSArray *messages) {
        return [client fetchMessagesAfterMessage:messages.lastObject];
   }]
   subscribeError:^(NSError *error) {
        [self presentError:error];
   } completed:^{
        NSLog(@"Fetched all messages.");
   }];



3, 并行依赖操作：

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__blockNSArray *databaseObjects;
__blockNSArray *fileContents;
 
 
NSOperationQueue *backgroundQueue = [[NSOperationQueue alloc] init];
NSBlockOperation *databaseOperation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
   databaseObjects = [databaseClient fetchObjectsMatchingPredicate:predicate];
}];
 
 
NSBlockOperation *filesOperation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
   NSMutableArray *filesInProgress = [NSMutableArray array];
   for (NSString *path in files) {
        [filesInProgress addObject:[NSData dataWithContentsOfFile:path]];
   }
 
 
   fileContents = [filesInProgress copy];
}];
 
 
NSBlockOperation *finishOperation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
   [self finishProcessingDatabaseObjects:databaseObjects fileContents:fileContents];
   NSLog(@"Done processing");
}];
 
 
[finishOperation addDependency:databaseOperation];
[finishOperation addDependency:filesOperation];
[backgroundQueue addOperation:databaseOperation];
[backgroundQueue addOperation:filesOperation];
[backgroundQueue addOperation:finishOperation];
 
 
 
// RAC 实现
RACSignal *databaseSignal = [[databaseClient
   fetchObjectsMatchingPredicate:predicate]
   subscribeOn:[RACScheduler scheduler]];
 
 
RACSignal *fileSignal = [RACSignal startEagerlyWithScheduler:[RACScheduler scheduler] block:^(id<RACSubscriber> subscriber) {
   NSMutableArray *filesInProgress = [NSMutableArray array];
   for (NSString *path in files) {
        [filesInProgress addObject:[NSData dataWithContentsOfFile:path]];
   }
 
 
   [subscriber sendNext:[filesInProgress copy]];
   [subscriber sendCompleted];
}];
 
 
[[RACSignal
   combineLatest:@[ databaseSignal, fileSignal ]
   reduce:^id (NSArray *databaseObjects,NSArray *fileContents) {
        [self finishProcessingDatabaseObjects:databaseObjects fileContents:fileContents];
        return nil;
   }]
   subscribeCompleted:^{
        NSLog(@"Done processing");
   }];







4, 简化集合操作

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NSMutableArray *results = [NSMutableArray array];
for (NSString *str in strings) {
   if (str.length < 2) {
        continue;
   }
 
 
   NSString *newString = [str stringByAppendingString:@"foobar"];
   [results addObject:newString];
}




//RAC实现：

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RACSequence *results = [[strings.rac_sequence
   filter:^BOOL (NSString *str) {
        return str.length >= 2;
   }]
   map:^(NSString *str) {
        return [str stringByAppendingString:@"foobar"];
   }];

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