底層結構

做者：Soroush Khanlou，原文連接，原文日期：2017-01-12
譯者：Cwift；校對：walkingway；定稿：CMB

我常常觀察一個類型的實例變量，這樣我就能夠更深刻地理解這個類型設計的初衷。一旦你知曉該類型的底層結構，它的用法也就隨之浮出水面了。反之亦然：若是你沒看過一個對象內部成員的佈局狀況，那麼不可能準確把握該對象的功能。這種狀況對於蘋果的閉源類型尤爲明顯。

一個很好的例子是 NSDate 類型。當我開始編程時，就試着去了解如何使用 NSDate 以及它全部的兄弟對象，好比 NSDateComponents、NSDateFormatter 以及 NSCalendar，那真是一段艱難的歲月。爲何你須要使用 NSCalendar 在本來的日期上增長兩天？這些類之間的邊界劃分讓人捉摸不定，這使得當你想要尋找某些特定的功能時，沒法準肯定位到某個具體的對象中。

對我來講，關鍵的啓示是理解 NSDate 在底層的真實面目，是什麼緣由使得部分功能散落到其餘類中。NSDate 只是一個花哨的包裝器。僅此而已，文檔也揭示了這一事實：

NSDate 對象封裝了單個的時間點，獨立於任何特定的日曆系統或者時區。

全部的 NSDate 都存儲了一個浮點數，這個浮點數表明了從 2001 年 1 月 1 日 00:00:00 UTC 起的秒數。這些秒數與時區、星期幾、月份、夏令時、閏秒或者閏年一點關係都沒有。若是所需的計算基於秒數就能夠完成，那麼它會在 NSDate 上進行。不然，就要藉助其餘的類型了。

列舉一下單純依靠這個浮點數能作的操做：比較（earlierDate，laterDate）、判斷相等以及計算時間間隔（依舊返回一個浮點數）。distantFuture 和 distantPast 也是顯而易見的，它們是以面向將來和過去兩個維度來計算出指望的時間（浮點數表示）。

對於其餘功能，你必須使用其餘的類和對象。例如，要及時地向一個時刻中增長一天的時間，能夠選擇向一個 NSDate 中增長 24*60*60 秒的方式，不過最好的方式是經過 NSCalendar 來操做，避免遇到夏令時間、閏秒/天的問題 ，以及其餘可能隨時間出現的非標準問題。這篇博客介紹了使用 NSCalendar 進行這些計算的狀況。

由於 NSDate 不存儲日期中與咱們所指望的月份相關的任何信息，若是要更改該月份，則必須使用一個瞭解狀況而且可以把日期拆分紅各個「組件」的對象。爲此，咱們要用到 NSDateComponents，看看你可否弄懂它內部存儲數據的方式。

當我在編寫我本身的 Promise 庫時，發現了另外一個有趣的例子，經過研究一個對象存儲屬性的佈局來了解該對象的性質。若是查看每一個 Promise 對象的存儲屬性，你會看到三樣東西：

public final class Promise<Value> {
    
    private var state: State<Value>
    private let lockQueue = DispatchQueue(label: "promise_lock_queue", qos: .userInitiated)
    private var callbacks: [Callback<Value>] = []

每一個 promise 都有它的當前狀態（如 .pending，.fulfilled 或者 .rejected），一個確保線程安全的隊列，以及當 promise 完成時或者被拒絕時調用的回調數組。

當我寫完這個庫時，看了一些 Signal/Observable 的實現，看看可否理解它們。我發現 JensRavens/Interstellar 的實現是最直接的。我查看了這個庫中每一個 Signal 對象的實例屬性，發現了一個很是類似的結構：

public final class Signal<T> {
    
    private var value: Result<T>?
    private var callbacks: [Result<T> -> Void] = []
    private let mutex = Mutex()

它包含了存儲當前狀態的部分，存儲回調的部分以及存儲線程安全原語的部分。順序有些不一樣，他們使用了互斥體而不是隊列，但原理是相同的。這兩種類型之間的惟一區別是語義上的：promises 能夠在完成時清除它們的回調（釋放本身以及捕獲的變量），而 signals 必須保持它們的回調。

我認爲這個原則也能夠幫助設計本身的類型。看看你正在處理的對象的屬性。每個屬性都有目的性嗎？它是否對該對象的總體特性有幫助？是否有些屬性在該對象的一些實例中可以用到，而在另外一些實例中用不到？若是是的話，這些屬性可能屬於其餘對象。確保類型的實例變量被嚴格控制而且充分利用，確保咱們的每個對象在應用中都有着明確的定位。

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