面向协议编程的一些思考

本文是我在团队内部分享的ppt中摘出来的，因此可能节奏有点快。

用了Swift好久也没有踏入POP的大门

而且充满了误解

• POP是Swift提出的一个全新理念
• POP就是狂用Protocol
• POP站在OOP的鄙视链上游

从电视剧的最后一集开始看，因此看不懂

以后改变了学习策略

• 【溯源】编程范式发展历史（电视剧的第一集）
• 【横评】别的语言也有类似概念
• 【解构】分析Swift源码的设计

最初的编程范式—结构化编程

最初的语言充满了goto，goto是强大的，可是代价是巨大的

最初的编程范式—结构化编程

直到有人提出结构化编程，来限制goto的权力

这几个基本的控制流奠基了后世各类语言的基调

可是结构化编程只解决了函数执行的复杂度，而数据仍是乱的不行 这促使一个新的理念诞生了：Object-Oriented Programming

一个伟大思想的诞生

面向对象有三个特性解决过去混乱不堪的数据存放，也被称为OOP三原则：

• 数据抽象 Abstraction
  数据封装提供了一个信息隐藏的机制，让一个类黑盒化，这种设计减小了人们理解一块代码的难度。

• 继承 Inheritance
  继承提供了共享代码的方式，不一样于另外一个世界线的原型链。

  

• 多态性 Polymorphism
  多态提供了针对父类的算法能够直接应用到子类上。

过去的数据存放虽然混乱，可是很是灵活，OOP则对这种能力加以限制（如同控制流对goto的限制）

简单和灵活的辩证关系

成也继承，败也继承

OOP在蓬勃发展以后，出现了两个分支，单一继承和多继承。前者表明是JAVA，后者是C++。 多继承首先暴露出很严重的问题：著名的The Diamond Problem

其次，多继承会让你的代码结构混乱不堪

单一继承虽然避免了这个问题，可是他引发另外一个问题：不够用！从多个类共享代码是一个钢需！

通常的单一继承语言只好选择组合（composition），可是组合引发没必要要的层级和依赖。主要是用起来很麻烦。

因此Java在第8版的时候选择一条少有人走的路，Mix-in范式，Java里叫接口扩展（interface extension）。

Mix-IN是何方神圣？

Mix-in也是比较古老的范式，它是被近代的Ruby(1995)发扬光大。

Mix-in的解决思路是：既然多继承很差，可是想共享代码，那么就用重重约束容许某种受限的多继承存在。

因而简单和自由的取舍又出现了

Mix-in通常分为traits和接口扩展两个流派，Ruby选择是前者，而Java选择增强他原本就有的pure interface，让接口能够提供默认的方法实现，来完成和traits同样的功能性。（这一点和Swift的发展路线是一致的）

实现Mix-in只须要这一个小小的改动，可是对整个软件设计模式都产生了深远影响。

Mix-IN加入后的新世界

由于Mix-in提供了功能实现，这些代码就能够当作一种组件，组合到任意的类里，从而实现了相似多继承的代码复用。

软件架构再也不是一尘不变的继承+类组合，今后有了新的样貌：

重点来了

Swift的POP就是Mix-in -> Java interface extension的延续，只不过改了名字叫protocol extension。

那充其量也就是Java的那种样貌，怎么能上升到Oriented的程度？

答案都在Swift的源码中。

Swift的野望

咱们来看一下Swift对Int的实现

你没看错，除了Int本人是一个struct（甚至不是class）其它全都是Protocol! 谁还敢说不是Protocol-Oriented

归根结底：Swift的POP究竟是在说什么？

Mix-in既然已经被证明是OOP的一个好的发展方向，Swift不但选择引入Mix-in，而且把它提升到核心教义，而且用这个思想搭建起Swift语言自己。

能够说Swift不是Java那样以为Mix-in是OOP的补充，而是试图证实Mix-in能够代替Class Inheritance成为优选的范式。

连名字都改了不是吗，OOP都不要了。

消除误解

• POP是Swift提出的一个全新理念
  不是，他是古老的Mix-in，而且是被不少现代语言应用。

• POP就是狂用Protocol
  不是，重点在于继承架构是不是围绕Protocol设计的。

• POP站在OOP的鄙视链上游
  POP自己就是OOP的演化，只是在OOP（99%）的基础上又迈进了一小步（1%）。

Swift走出的新路：POP以后的mix-in

经过Swift源码结构能够看出一个POP的软件产生了大量的组件

具体类型（class/struct/enum）用来组合各类组件

甚至核心逻辑也是某一级的Protocol来组合，而具体类型只是一个能new出来的门面。

软件设计的重心再也不是建模对象，而是划分能力。

POP符合编程语言的发展趋势

父类和协议是OOP能提供的最高级抽象。他们是类的元类型。

POP提倡的就是在更高抽象层级上编程。

毕竟，越远离goto，代码就越简单。