面向協議編程的一些思考

本文是我在團隊內部分享的ppt中摘出來的，因此可能節奏有點快。

用了Swift好久也沒有踏入POP的大門

而且充滿了誤解

• POP是Swift提出的一個全新理念
• POP就是狂用Protocol
• POP站在OOP的鄙視鏈上游

從電視劇的最後一集開始看，因此看不懂

以後改變了學習策略

• 【溯源】編程範式發展歷史（電視劇的第一集）
• 【橫評】別的語言也有類似概念
• 【解構】分析Swift源碼的設計

最初的編程範式—結構化編程

最初的語言充滿了goto，goto是強大的，可是代價是巨大的

最初的編程範式—結構化編程

直到有人提出結構化編程，來限制goto的權力

這幾個基本的控制流奠基了後世各類語言的基調

可是結構化編程只解決了函數執行的複雜度，而數據仍是亂的不行 這促使一個新的理念誕生了：Object-Oriented Programming

一個偉大思想的誕生

面向對象有三個特性解決過去混亂不堪的數據存放，也被稱爲OOP三原則：

• 數據抽象 Abstraction
  數據封裝提供了一個信息隱藏的機制，讓一個類黑盒化，這種設計減小了人們理解一塊代碼的難度。

• 繼承 Inheritance
  繼承提供了共享代碼的方式，不一樣於另外一個世界線的原型鏈。

  

• 多態性 Polymorphism
  多態提供了針對父類的算法能夠直接應用到子類上。

過去的數據存放雖然混亂，可是很是靈活，OOP則對這種能力加以限制（如同控制流對goto的限制）

簡單和靈活的辯證關係

成也繼承，敗也繼承

OOP在蓬勃發展以後，出現了兩個分支，單一繼承和多繼承。前者表明是JAVA，後者是C++。 多繼承首先暴露出很嚴重的問題：著名的The Diamond Problem

其次，多繼承會讓你的代碼結構混亂不堪

單一繼承雖然避免了這個問題，可是他引發另外一個問題：不夠用！從多個類共享代碼是一個鋼需！

通常的單一繼承語言只好選擇組合（composition），可是組合引發沒必要要的層級和依賴。主要是用起來很麻煩。

因此Java在第8版的時候選擇一條少有人走的路，Mix-in範式，Java裏叫接口擴展（interface extension）。

Mix-IN是何方神聖？

Mix-in也是比較古老的範式，它是被近代的Ruby(1995)發揚光大。

Mix-in的解決思路是：既然多繼承很差，可是想共享代碼，那麼就用重重約束容許某種受限的多繼承存在。

因而簡單和自由的取捨又出現了

Mix-in通常分爲traits和接口擴展兩個流派，Ruby選擇是前者，而Java選擇增強他原本就有的pure interface，讓接口能夠提供默認的方法實現，來完成和traits同樣的功能性。（這一點和Swift的發展路線是一致的）

實現Mix-in只須要這一個小小的改動，可是對整個軟件設計模式都產生了深遠影響。

Mix-IN加入後的新世界

由於Mix-in提供了功能實現，這些代碼就能夠當作一種組件，組合到任意的類裏，從而實現了相似多繼承的代碼複用。

軟件架構再也不是一塵不變的繼承+類組合，今後有了新的樣貌：

重點來了

Swift的POP就是Mix-in -> Java interface extension的延續，只不過改了名字叫protocol extension。

那充其量也就是Java的那種樣貌，怎麼能上升到Oriented的程度？

答案都在Swift的源碼中。

Swift的野望

咱們來看一下Swift對Int的實現

你沒看錯，除了Int本人是一個struct（甚至不是class）其它全都是Protocol! 誰還敢說不是Protocol-Oriented

歸根結底：Swift的POP究竟是在說什麼？

Mix-in既然已經被證明是OOP的一個好的發展方向，Swift不但選擇引入Mix-in，而且把它提升到核心教義，而且用這個思想搭建起Swift語言自己。

能夠說Swift不是Java那樣以爲Mix-in是OOP的補充，而是試圖證實Mix-in能夠代替Class Inheritance成爲優選的範式。

連名字都改了不是嗎，OOP都不要了。

消除誤解

• POP是Swift提出的一個全新理念
  不是，他是古老的Mix-in，而且是被不少現代語言應用。

• POP就是狂用Protocol
  不是，重點在於繼承架構是不是圍繞Protocol設計的。

• POP站在OOP的鄙視鏈上游
  POP自己就是OOP的演化，只是在OOP（99%）的基礎上又邁進了一小步（1%）。

Swift走出的新路：POP以後的mix-in

經過Swift源碼結構能夠看出一個POP的軟件產生了大量的組件

具體類型（class/struct/enum）用來組合各類組件

甚至核心邏輯也是某一級的Protocol來組合，而具體類型只是一個能new出來的門面。

軟件設計的重心再也不是建模對象，而是劃分能力。

POP符合編程語言的發展趨勢

父類和協議是OOP能提供的最高級抽象。他們是類的元類型。

POP提倡的就是在更高抽象層級上編程。

畢竟，越遠離goto，代碼就越簡單。