4-29.【协议导向编程】POP 如何帮助大型工程实现高内聚、低耦合，同时提升测试覆盖率？

一、核心原理

1. 协议 = 能力契约

   • 抽象行为而非具体类型
   • 模块只依赖协议 → 低耦合

2. 协议扩展 = 默认实现 / 模板方法

   • 提供通用逻辑
   • conforming 类型可覆盖 → 保持灵活性

3. 类型组合 + 值类型（struct）

   • struct conform 多个协议 → 高内聚
   • 每个类型只关心自身能力

4. 依赖注入 + 泛型约束

   • 高层模块通过协议注入依赖 → 易替换 mock → 提升测试覆盖率

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二、设计策略

1️⃣ 小协议、单一职责 → 高内聚

protocol Fetchable {
    func fetch(id: Int) -> String
}

protocol Savable {
    func save(data: String)
}

• 每个协议只关心一个功能
• 类型 conform 一个或多个协议组合能力 → 高内聚

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2️⃣ 模块只依赖协议 → 低耦合

class UserService {
    let fetcher: Fetchable
    let saver: Savable
    
    init(fetcher: Fetchable, saver: Savable) {
        self.fetcher = fetcher
        self.saver = saver
    }
    
    func updateUser(id: Int, newName: String) {
        var data = fetcher.fetch(id: id)
        data = newName
        saver.save(data: data)
    }
}

• UserService 不依赖具体类型
• Fetchable / Savable 可以在不同模块实现 → 模块间低耦合

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3️⃣ 默认实现 → 可复用逻辑

extension Savable {
    func save(data: String) {
        print("Default save: (data)")
    }
}

• 所有 conforming 类型可复用模板方法
• 高内聚逻辑集中 → 不重复实现

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4️⃣ 依赖注入 + Mock → 高测试覆盖率

struct MockFetcher: Fetchable {
    func fetch(id: Int) -> String { "MockUser" }
}

struct MockSaver: Savable {
    func save(data: String) { print("Mock saved (data)") }
}

let service = UserService(fetcher: MockFetcher(), saver: MockSaver())
service.updateUser(id: 1, newName: "Alice")
// Mock saved Alice

• 测试不依赖真实数据库
• 每个模块都可单独测试 → 高覆盖率
• 类型替换灵活 → 易扩展

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三、工程实践策略

策略	作用
小协议、单一职责	高内聚，类型只关心自身能力
模块间依赖协议	低耦合，替换实现不影响其他模块
协议扩展默认实现	提供模板方法，复用逻辑
泛型约束协议	核心逻辑静态派发 → 高性能
依赖注入	高层模块可替换依赖 → 易测试
Mock / Stub	提升单元测试覆盖率，保证模块独立测试

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四、POP 带来的整体优势

1. 高内聚

   • struct / class 只 conform 所需协议
   • 功能集中在能力模块 → 易理解、易维护

2. 低耦合

   • 模块之间通过协议交互
   • 改动模块内部实现不会影响其他模块

3. 高测试覆盖率

   • 协议 + DI → 可注入 mock / stub
   • 单元测试独立、可控
   • 无需依赖真实服务或数据库

4. 可复用与可扩展

   • 新模块或功能直接 conform已有协议
   • 默认实现 + 泛型约束 → 核心逻辑复用

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五、设计口诀

“协议抽象能力 → 模块依赖协议 → 小协议高内聚 → 默认实现复用逻辑 → DI + mock 提升测试覆盖率。”

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