使用 Swift 和 AppKit 实现键盘驱动的平铺布局

在 macOS 生态中，默认的窗口管理机制虽已支持基本的拖拽和全屏，但对于开发者或多任务用户而言，缺乏高效的键盘驱动平铺布局往往导致桌面混乱和操作低效。键盘驱动的平铺窗口管理器（如受 Amethyst 启发的实现）可以通过算法自动排列窗口，最大化屏幕利用率，同时利用快捷键实现无缝切换。这种方法特别适用于多显示器环境，能显著提升生产力，避免手动调整窗口大小的繁琐过程。

实现此类管理器的核心在于利用 AppKit 框架监控和操控窗口状态。AppKit 提供了 NSWorkspace 和 NSWindow 类，用于枚举所有窗口并获取其 frame 和 level 等属性。通过 Accessibility API（如 AXUIElement），可以安全地移动和调整窗口位置，而无需禁用系统完整性保护（SIP）。例如，在 Swift 中，可以创建一个 WindowManager 类来持续观察窗口变化：使用 DistributedNotificationCenter 监听 NSWorkspaceDidActivateApplicationNotification 和 NSWorkspaceDidLaunchApplicationNotification 等事件，从而在应用切换时触发布局重计算。这确保了布局的实时响应性，尤其在多窗口场景下。

平铺布局算法是系统的灵魂。以 Tall 布局为例，主窗口占据屏幕左侧约 50-60% 宽度，其余窗口垂直堆叠于右侧。这种二元空间分区（BSP）变体简单高效，适用于代码编辑 + 文档参考的典型工作流。实现时，先获取屏幕 bounds（NSScreen.main?.frame），然后根据窗口数量动态分配比例：主窗宽度 = screenWidth * 0.6，次窗高度 = screenHeight / (totalWindows - 1)。在代码中，使用一个 LayoutCalculator 结构体计算每个窗口的 CGRect，并调用 setFrame(_:display:) 更新。证据显示，这种算法在 Amethyst 项目中已证明能处理 10+ 窗口场景，而不引入明显延迟，因为 AppKit 的 frame 更新是原生优化的。

键盘事件处理是驱动平铺的关键。利用 NSEvent.addGlobalMonitorForEvents(matching: .keyDown) 捕获全局按键，避免干扰应用焦点。通过 NSEventModifierFlags 检测 Cmd + Shift + 方向键等组合，例如 Cmd + Shift + Left 移动焦点窗口到左侧堆栈。参数设置上，建议将修饰键阈值设为 0.1 秒 debounce，以防抖动；同时，定义布局切换快捷键如 Cmd + Shift + T（切换 Tall/Wide），并在 HotKeyManager 中注册 MASShortcut（来自第三方库）以支持自定义。实际落地时，需在 Info.plist 中声明 Accessibility 权限，并在首次运行时引导用户启用系统偏好设置 > 安全性与隐私 > 辅助功能。

多显示器支持需额外处理 NSScreen.screens 数组。对于每个屏幕，独立计算布局，但共享全局键盘状态。参数推荐：外边距 gap = 10-20 像素，避免窗口紧贴边缘；动画持续时间 0.2-0.3 秒，使用 NSAnimationContext.runAnimationGroup 实现平滑过渡，提升用户体验。风险控制包括：监控窗口最小尺寸（minWidth = 300, minHeight = 200），防止布局崩溃；回滚策略为检测无效 frame 时 fallback 到浮动模式。同时，集成日志系统记录布局冲突，如与 macOS 原生 Snap Areas 的重叠（在 Sequoia 中需测试兼容）。

配置参数清单确保工程化部署：

布局比例：mainRatio = 0.6, secondaryRatio = 0.4
快捷键绑定：移动窗口 - Cmd + Shift + [H/J/K/L]（Vim 风格），切换布局 - Cmd + Shift + [1/2/3]
多屏同步：enableCrossScreenFocus = true，允许键盘跨屏焦点转移
性能阈值：最大窗口数 20，超出时切换到简单 stacking 模式
监控点：CPU 使用 < 5%（通过 NSProcessInfo），布局重绘频率 < 10Hz

在生产环境中，测试焦点跟随鼠标选项（focusFollowsMouse = true），结合 trackpad 手势（如三指滑动切换工作区）进一步优化。总体而言，这种 Swift + AppKit 实现提供了一个轻量、可扩展的平铺系统，引用 Amethyst 的经验，其在多显示器下的效率提升可达 30%以上。通过上述参数和清单，开发者能快速构建并迭代一个可靠的键盘驱动工具，彻底改造 macOS 窗口管理体验。

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