Comment utiliser l'API Mirror en Swift pour la sérialisation des objets

L'API Mirror en Swift permet de réaliser des réflexions sur les objets, une capacité puissante qui permet d’inspecter les propriétés, les types et les valeurs des instances en temps réel. Cependant, bien que l'API Mirror ne soit pas spécifiquement conçue pour la sérialisation d'objets, elle peut être utilisée pour cette tâche de manière manuelle, en analysant les propriétés d'un objet à runtime.

La sérialisation d'objets consiste à convertir les données d'un objet en un format qui peut être stocké ou transmis (par exemple, sous forme de dictionnaire, JSON, etc.). Le code suivant illustre comment sérialiser un objet à l’aide de l'API Mirror :

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func serialize(_ value: T) -> [String: Any] {

    let mirror = Mirror(reflecting: value)
    var result = [String: Any]()
    for child in mirror.children {
        if let propertyName = child.label {
            result[propertyName] = child.value
        }
    }
    return result
}

Dans cet exemple, nous créons une fonction générique serialize qui accepte une instance de n'importe quel type et renvoie un dictionnaire où les clés sont les noms des propriétés et les valeurs sont les valeurs des propriétés de l'objet. Pour utiliser cette fonction, il suffira de passer l'instance de l'objet à sérialiser, comme ceci :

swift
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let serializedPerson = serialize(person)

print(serializedPerson)

Si l'objet person a les propriétés suivantes :

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struct Person {
    var firstName: String
    var lastName: String
    var age: Int
}

let person = Person(firstName: "Jon", lastName: "Hoffman", age: 55)

L'appel à la fonction serialize(person) produira un dictionnaire semblable à :

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["firstName": "Jon", "lastName": "Hoffman", "age": 55]

Cette approche fonctionne bien pour des structures de données simples et plates. Cependant, l'API Mirror n'est pas conçue pour sérialiser des structures de données complexes ou imbriquées. Pour ces cas-là, il est préférable d'utiliser le protocole Codable, conçu spécifiquement pour l'encodage et le décodage des structures de données complexes, offrant des capacités de sérialisation plus robustes et complètes.

L'utilisation de l'API Mirror pour la sérialisation est particulièrement utile dans des situations de débogage ou pour des cas où les outils traditionnels de sérialisation ne sont pas suffisants. Par exemple, dans un environnement de développement ou de test, où l'examen des propriétés d'un objet sans modifier directement son code est crucial. Cependant, pour du code en production impliquant des données JSON ou des échanges de données complexes, il est recommandé de privilégier le protocole Codable avec les encodeurs et décodeurs JSON.

Il est également important de garder à l'esprit que l'utilisation excessive de la réflexion peut avoir un impact sur les performances. En effet, la réflexion nécessite plus de ressources informatiques que l'accès direct aux méthodes et propriétés. Par conséquent, il est préférable de limiter son utilisation dans des parties de l'application où les performances sont cruciales, comme dans les sections de code qui nécessitent une exécution rapide et fluide.

Compléments importants à considérer

Lorsqu'on utilise l'API Mirror, il est essentiel de comprendre qu'elle reflète les valeurs définies dans la structure ou la classe, et non le type réel de l'objet. Par exemple, si vous définissez un style d'affichage comme .class, cela reflétera que votre type est une classe et non une structure, même si les deux peuvent avoir des propriétés identiques. Ce point peut avoir un impact sur la façon dont vous gérez la sérialisation de types complexes ou polymorphes.

Le développeur doit également être conscient des limitations de l'API Mirror dans le cadre des grandes applications. Dans un projet de grande envergure ou en production, il peut être plus judicieux de s'appuyer sur des outils standardisés qui sont mieux adaptés à la gestion de données complexes et à la performance. La réflexion devrait donc être utilisée avec parcimonie et dans des scénarios où elle apporte une réelle valeur ajoutée, comme pour des tâches de débogage ou pour des analyses dynamiques du code.

Pourquoi la conception orientée sur les protocoles améliore-t-elle la gestion des véhicules dans un système modulaire ?

La conception orientée sur les protocoles (POP) a un grand nombre d’avantages lorsqu'il s'agit de structurer des types de données complexes, comme les véhicules, dans un système modulaire. En divisant les exigences en plusieurs protocoles distincts, le code devient non seulement plus sûr, mais également plus facile à maintenir et à étendre. Ce modèle permet une gestion plus précise et flexible des fonctionnalités partagées entre différents types de véhicules. Chaque protocole définit des comportements spécifiques, et grâce aux extensions de protocoles, il est facile de mutualiser les fonctionnalités communes tout en maintenant une grande modularité et une faible couplage.

Prenons l'exemple d’un "Tank". Dans une conception orientée objet traditionnelle, le type de véhicule "Tank" pourrait être une classe qui hérite d'une super-classe véhicule, et où des comportements comme l'attaque ou le déplacement terrestre seraient définis dans cette classe de base. Cependant, une telle approche impose que chaque type de véhicule inclue une fonctionnalité qui n’est pas nécessaire pour toutes les variantes de véhicules, entraînant ainsi une surcharge et une possible complexité inutile.

En revanche, dans une approche orientée sur les protocoles, le même type de "Tank" est défini comme une structure, un type valeur, qui admet une approche plus flexible et plus sûre. Les propriétés d’un "Tank", comme les points de vie ou la portée d'attaque terrestre, sont définies de manière constante dans le type et ne peuvent être modifiées une fois définies. Cette immutabilité est un atout majeur, car elle évite que des valeurs internes ne soient altérées de manière imprévisible par du code externe.

Prenons aussi l'exemple d'un véhicule amphibie. Dans un design orienté objet, ce type de véhicule devrait peut-être hériter de plusieurs super-classes, ce qui peut vite devenir encombrant. Dans un design orienté sur les protocoles, on peut créer un type "Amphibious" qui se conforme à plusieurs protocoles, ici "LandVehicle" et "SeaVehicle", pour exposer uniquement les méthodes pertinentes pour la navigation terrestre et maritime, en évitant les fonctionnalités redondantes ou non utilisées.

Le même principe s’applique à un type comme le "Transformer", qui doit interagir avec des protocoles couvrant trois environnements différents : terrestre, maritime et aérien. La composition de protocoles permet ici de définir un type qui répond exactement aux besoins sans hériter de comportements inutiles. En d'autres termes, le type "Transformer" inclut uniquement les capacités nécessaires pour chaque environnement spécifique tout en restant léger et modulable.

Une différence notable entre la POP et la conception orientée objet est l'utilisation de types valeur (comme les structures) par défaut dans la POP, contre les types référence (comme les classes) qui dominent en conception orientée objet. Les types valeur, étant des copies indépendantes, évitent de nombreux problèmes de sécurité, notamment dans des environnements multithread. Dans ces environnements, l'utilisation de types référence pourrait entraîner des bugs difficiles à reproduire si plusieurs threads manipulent simultanément un même objet, ce qui n'est pas le cas avec les types valeur.

Enfin, la modularité et la clarté du code sont également renforcées par la possibilité de contrôler précisément quelles fonctionnalités sont accessibles selon le contexte d'utilisation. Cela permet à un développeur de choisir uniquement les comportements pertinents pour un type donné de véhicule, réduisant ainsi les risques d'erreurs et de comportements inattendus.

En fin de compte, la conception orientée sur les protocoles, en séparant les responsabilités et en favorisant l’utilisation de types valeur, assure non seulement une meilleure sécurité et modularité, mais elle améliore aussi la lisibilité et la maintenabilité du code, surtout dans des projets de grande envergure où de nombreuses fonctionnalités interagissent ensemble. Le développement devient ainsi plus évolutif, chaque changement dans une fonctionnalité étant isolé dans son propre domaine sans perturber le reste du système.