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iOS 高大上函数响应式编程框架ReactiveCocoa学习笔记1 简介

沈嘉瑞
2023-12-01

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:

        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，得到偶数，然后再将每个值进行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：

 输入被视为"行为"，或者说一个随时间而变化的事件流

连续的、随时间而变化的值

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

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

[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：

__block NSArray *databaseObjects;
__block NSArray *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
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");
    }];

__block NSArray *databaseObjects;
__block NSArray *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
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

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


第一小节未完成，第二节讲RAC的框架概览，敬请期待哈。 有兴趣的加QQ群 134929927 一起讨论。请注明来自CSDN，谢谢。


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