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掌握Swift单例与KVO：轻松实现对象状态实时监控

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在Swift开发中，单例模式和KVO（Key-Value Observing）是非常实用的技术。单例模式确保应用程序中只有一个类的实例，而KVO则允许你观察对象属性的实时变化。本文将详细介绍如何在Swift中使用这两种技术，以实现对象状态的实时监控。

单例模式

单例模式是一种设计模式，用于确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。这在需要全局访问共享资源时非常有用，例如，数据库连接、文件管理器等。

创建单例

以下是一个简单的单例模式实现示例：

class Singleton {
    static let shared = Singleton()
    
    private init() {}
    
    func performSomeTask() {
        print("任务执行")
    }
}

// 使用单例
Singleton.shared.performSomeTask()

在这个例子中，Singleton 类有一个名为 shared 的静态常量，它是 Singleton 类的唯一实例。private init 防止从外部创建额外的实例。

单例的最佳实践

  • 单例应该避免持有任何可变的状态，以防止意外副作用。
  • 单例应该在应用启动时初始化，并在整个应用生命周期中保持不变。
  • 单例不应该暴露任何可变的方法，以防止外部修改其状态。

KVO（Key-Value Observing）

KVO 允许观察者对象监控被观察对象属性的变化。当被观察对象的指定属性发生变化时，KVO 会自动通知观察者。

创建KVO观察者

以下是一个使用 KVO 的例子，其中我们监控 ObservableObject 的 value 属性：

class ObservableObject: NSObject, ObservableObject {
    @Published var value: String = "初始值"
    
    override func observeValue(forKeyPath keyPath: String?, of object: Any?, change: [NSKeyValueChangeKey : Any]?, context: UnsafeMutableRawPointer?) {
        if keyPath == "value" {
            print("value 变化了：\(change?[.newKey] ?? "无新值")")
        }
    }
}

// 使用KVO
let observableObject = ObservableObject()
observableObject.value = "新值"

在这个例子中，ObservableObject 类继承自 NSObject 并实现 ObservableObject 协议，这使它能够使用 @Published 属性。我们重写了 observeValue 方法来监听 value 属性的变化。

KVO的最佳实践

  • 使用 @Published 属性来自动管理 KVO，而不是手动调用 observeValue 方法。
  • 考虑使用 @observed 属性来观察对象之间的依赖关系。
  • 避免过度使用 KVO，因为它可能会影响性能。

结合单例与KVO

将单例与 KVO 结合，可以实现一个全局的观察者，它能够监控任何符合 ObservableObject 协议的对象的属性变化。以下是一个结合单例和 KVO 的例子：

class SingletonKVO: NSObject {
    static let shared = SingletonKVO()
    
    private var observableObjects: [ObservableObject] = []
    
    func addObserver(_ observableObject: ObservableObject) {
        observableObjects.append(observableObject)
        observableObject.addObserver(self, forKeyPath: "value", options: .new, context: nil)
    }
    
    func removeObserver(_ observableObject: ObservableObject) {
        observableObject.removeObserver(self, forKeyPath: "value")
        if let index = observableObjects.firstIndex(of: observableObject) {
            observableObjects.remove(at: index)
        }
    }
    
    override func observeValue(forKeyPath keyPath: String?, of object: Any?, change: [NSKeyValueChangeKey : Any]?, context: UnsafeMutableRawPointer?) {
        guard let observableObject = object as? ObservableObject, keyPath == "value" else { return }
        print("\(observableObject) 的 \(keyPath ?? "") 变化了：\(change?[.newKey] ?? "无新值")")
    }
}

// 使用结合单例与KVO
let observableObject = ObservableObject()
SingletonKVO.shared.addObserver(observableObject)
observableObject.value = "新值"

在这个例子中，SingletonKVO 类是一个单例，它能够监控所有注册的 ObservableObject 实例的 value 属性变化。

总结

通过结合单例模式和 KVO，你可以轻松地实现对象状态的实时监控。单例确保你有一个全局的访问点，而 KVO 允许你监控属性变化。在实际开发中，这两种技术可以大大提高应用程序的灵活性和可维护性。

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