Swift: Combine基本使用

好的，我们来详细讲解一下 Combine 框架的基本使用。Combine 是 Apple 在 2019 年推出的一个声明式的异步事件处理框架，它使用可组合的函数式转换来处理随时间变化的事件流。它是 SwiftUI 应用中管理状态和异步操作的核心。

核心概念

理解 Combine 的关键在于掌握三个核心概念：

Publisher（发布者） ：事件的源头。它可以发射三种东西：
- 值（Values）：即你所关心的数据。
- 完成（Completion）：一个成功或失败的事件，表示流已结束。
- 失败（Failure）：一个错误类型，表示流因错误而终止。
- 一个 Publisher 在没有被订阅前，什么都不会做。
Subscriber（订阅者） ：事件的接收端。它向 Publisher 发起订阅，并接收来自 Publisher 的事件。常见的 Subscriber 有：
- sink：接收值和完成事件。
- assign：将接收到的值直接设置到某个对象的属性上。
Operator（操作符） ：处理事件的工具。它们本身也是 Publisher，接收上游的事件，进行处理后，再发送给下游。通过操作符，你可以过滤、转换、组合事件流。这是 Combine 强大和灵活的关键。
- 例如：map, filter, flatMap, merge, zip 等。

数据流图 ： Publisher -> (经过零个或多个 Operator) -> Subscriber

基本使用步骤

1. 创建 Publisher

有很多方式可以创建 Publisher：

来自 Foundation ：许多现有的 Cocoa API 都提供了 Publisher 版本（通常在 ...Publisher 属性中）。
- URLSession.dataTaskPublisher(for:)：网络请求。
- NotificationCenter.default.publisher(for:)：通知。
- Timer.publish(every:on:in:)：定时器。
使用内置方法 ：
- Just：发射一个值然后立即结束。
- Future：异步产生一个结果（成功或失败）。
- Empty/Fail/Deferred：用于特殊场景。

来自 @Published 属性包装器 （在 SwiftUI 中非常常见）：

swift 复制代码

class ViewModel {
    @Published var username: String = ""
    // $username 就是一个 Publisher<String, Never>
}

2. 使用 Operator 进行转换（可选但常见）

在 Publisher 和 Subscriber 之间，你可以链式调用多个操作符。

swift 复制代码

// 假设有一个发射字符串的 publisher
let myPublisher = Just("hello, world")

// 使用操作符转换
let transformedPublisher = myPublisher
    .map { $0.uppercased() } // 转换为大写
    .filter { !$0.isEmpty } // 过滤空字符串

3. 使用 Subscriber 进行订阅和接收

最终，你需要一个 Subscriber 来消费数据流。

使用 sink 订阅： sink 接收两个闭包：一个处理接收到的值，另一个处理完成事件。

swift 复制代码

// 1. 创建一个永远不会失败的整数 Publisher
let publisher = [1, 2, 3, 4, 5].publisher

// 2. & 3. 使用操作符并订阅
let cancellable = publisher
    .filter { $0 % 2 == 0 } // 操作符：只保留偶数
    .map { $0 * $0 }        // 操作符：平方
    .sink(
        receiveCompletion: { completion in
            // 处理完成事件
            switch completion {
            case .finished:
                print("流正常结束")
            case .failure(let error):
                print("流因错误结束: (error)")
            }
        },
        receiveValue: { value in
            // 处理接收到的每一个值
            print("接收到的值: (value)")
        }
    )

// 输出：
// 接收到的值: 4
// 接收到的值: 16
// 流正常结束

使用 assign 订阅： assign 将接收到的值直接赋值给某个对象的某个属性。

swift 复制代码

class MyClass {
    var value: String = "" {
        didSet {
            print("value 被设置为: (value)")
        }
    }
}

let myObject = MyClass()
let publisher = Just("New Value")

// 将 publisher 发出的值赋值给 myObject 的 value 属性
let cancellable = publisher.assign(to: \.value, on: myObject)

// 输出：value 被设置为: New Value

关键点：Cancellable 和内存管理

当你调用 sink 或 assign 时，返回值是一个 AnyCancellable 对象。
你必须强引用这个对象 。当这个 AnyCancellable 对象被释放（比如离开作用域）时，它会自动取消订阅并释放资源。
如果你不保留它，订阅会立即被取消，你可能什么也收不到。
通常的做法是将所有的 AnyCancellable 收集到一个 `Set`` 中。

swift 复制代码

import Combine

class MyViewModel {
    @Published var currentTime: String = ""
    private var cancellables = Set<AnyCancellable>() // 用于存储订阅

    func setupTimer() {
        // 创建一个每秒发射一次时间的 Publisher
        Timer.publish(every: 1.0, on: .main, in: .common)
            .autoconnect()
            .map { date in
                // 操作符：将 Date 转换为字符串
                let formatter = DateFormatter()
                formatter.timeStyle = .medium
                return formatter.string(from: date)
            }
            .sink { [weak self] newTime in
                // 订阅：将新时间赋值给属性
                self?.currentTime = newTime
            }
            .store(in: &cancellables) // 至关重要！将订阅存储到 Set 中
    }
}

常用操作符示例

map ：转换值。
swift 复制代码
```
.map { value in value * 2 }
```
filter ：过滤值。
swift 复制代码
```
.filter { value in value > 10 }
```

flatMap ：将多个 Publisher 扁平化为一个。

swift 复制代码

// 假设有一个函数 func fetch(id: Int) -> Publisher<String, Error>
.flatMap { id in fetch(id: id) }

catch ：错误处理，从错误中恢复。

swift 复制代码

.catch { error in Just("Default Value") } // 出错时返回一个默认值

combineLatest：组合多个 Publisher，当任何一个发射新值时，发送所有 Publisher 的最新值的元组。
merge：将多个 Publisher 的事件流合并为一个。
debounce ：防抖，比如用于搜索框，等待用户停止输入后再发起请求。
swift 复制代码
```
.debounce(for: .seconds(0.5), scheduler: RunLoop.main)
```

总结

找到源头 ：确定你的数据来自哪个 Publisher（通知、网络请求、定时器、@Published 属性等）。
组装管道 ：使用 Operator 链式地转换、过滤、组合数据流。
消费结果 ：在末端使用 sink 或 assign 来订阅和处理最终的数据或错误。
管理生命周期 ： 务必存储返回的 AnyCancellable 到你的 Set<AnyCancellable> 中，以避免订阅被意外取消。

Combine 的学习曲线稍陡，但一旦掌握，它将成为你处理所有异步和数据流问题的强大而优雅的工具，尤其是在 SwiftUI 开发中。