iOS設計模式（一）原型模式绎狭、工廠模式细溅、抽象工廠模式、建造者模式儡嘶、單例模式

原型設計模式

在面向對象的應用程序中喇聊，有些對象的創(chuàng)建成本比較高。比如一些數據模型蹦狂，如果有十幾二十個屬性誓篱，而需要創(chuàng)建的對象和已有的對象只有幾項數據不同，這時我們可以復制原有對象凯楔，并做輕微的改動窜骄，事情就變得相對簡單了，使用這種復制操作的模式便是原型模式摆屯。

原型模式類圖：


原型模式類圖.png

圖中的HeroModel類實現了PrototypeProtocold定義的復制接口邻遏，返回自己的實例對象。

HeroModel模型的實現


@implementation HeroModel

- (id)clone {
    
    HeroModel *hero = [[[self class] alloc] init];
    hero.name = self.name;
    hero.profession = self.profession;
    hero.maxHP = self.maxHP;
    hero.position = self.position;
    
    return hero;
}

@end

測試

    HeroModel *hero = [[HeroModel alloc] init];
    
    hero.name = @"Luxanna Crownguard";
    hero.profession = @"Master";
    hero.maxHP = @(600);
    hero.position = [NSMutableArray arrayWithArray:@[@"mid"]];
    
    HeroModel *hero1 = [hero clone];
    hero1.name = @"Brand";
    
    NSLog(@"%@",hero);
    NSLog(@"%@",hero1);
    
    //打印輸出
    //<HeroModel: 0x100400270> {name: Luxanna Crownguard,,profession: Master,,maxHP: 600,,position: (mid)}
    //<HeroModel: 0x1004002f0> {name: Brand,,profession: Master,,maxHP: 600,,position: (mid)}

用原型設計模式實現了簡單的復制功能虐骑，hero和hero1的數據一致准验，只是復制后改動name屬性，便創(chuàng)建了一個全新的HeroModel對象廷没。

注意深拷貝和淺拷貝

在使用原型模式的時候需要注意對象的復制操作糊饱，如上的示例中就存在一定的隱患，在打印之前對原型做如下如下操作

    [hero.position addObject:@"support"];

得到打印的結果

    <HeroModel: 0x100508c90> {name: Luxanna Crownguard,,profession: Master,,maxHP: 600,,position: (mid,support)}
    <HeroModel: 0x100508d10> {name: Brand,,profession: Master,,maxHP: 600,,position: (mid,support)}

可見hero的position內容發(fā)生了改變颠黎，hero1的position也隨之改變了另锋。在對象中如果有指針型變量指向了內存中的某個資源時，在復制的時候只復制了指針盏缤，那么改變了原型砰蠢，副本相應的內容也跟著發(fā)生了改變，在這里我們就需要使用深拷貝唉铜，做好實際資源的復制潭流。如上的實現可改為：

    HeroModel *hero = [[[self class] alloc] init];
    hero.name = self.name;
    hero.profession = self.profession;
    hero.maxHP = self.maxHP;
    hero.position = [NSMutableArray arrayWithArray:self.position];

在Cocoa Touch框架也為NSObject的派生類提供了實現復制的協議灰嫉，使用方法只需遵守<NSCopying>協議，并實現 - (id)copyWithZone:(nullable NSZone *)zone 方法浑厚。

本節(jié)工程示例

工廠模式

在創(chuàng)建一些具有相同屬性的不同對象的時候钳幅，我們可以定制統(tǒng)一的接口行為類，讓其子類來指定所生成的具體對象诬乞。例如需要生產蘋果手機產品震嫉，統(tǒng)一定制生產的”協議“牡属，自己可以由自己下面的不同的代工廠生產具體的產品湃望，SE的代工廠生產SE，X生產X瞳浦。當然需要生產何種產品時交由具體的代工廠來生產废士。使用工廠模式創(chuàng)建對象比直接創(chuàng)建對象，在給予類變更返回哪一種對象這一點上有更多的靈活性矗蕊。

工廠模式類圖


工廠模式類圖.png

圖中的IPhoneGenerator類定義了返回IPhone對象的接口氢架，其兩個子類重載了接口方法，以返回IPhone的實例卿操。

IPhoneSEGenerator的實現

- (IPhone *)creatIPhone
{
    return [[IPhoneSE alloc] init];
}

IPhoneXGenerator的實現

- (IPhone *)creatIPhone
{
    return [[IPhoneX alloc] init];
}

客戶端創(chuàng)建

    IPhoneGenerator *generator_X = [[IPhoneXGenerator alloc] init];
    IPhoneGenerator *generator_SE = [[IPhoneSEGenerator alloc] init];
    IPhone *iphone_X = [generator_X creatIPhone];
    IPhone *iphone_SE = [generator_SE creatIPhone];

其中具體生產哪種類型的Iphone由具體的創(chuàng)建者來決定生產害淤。

本節(jié)工程示例

抽象工廠模式

同樣的電子產品來說窥摄，崭放。

抽象工廠類圖


抽象工廠類圖.png

圖中的IBrandingGenerator類定義了兩個返回IPhone對象的接口莹菱，其兩個子類重載接口方法道伟，以返回IPhone的實例使碾。

BrandingGenerator工廠的實現票摇，在頭文件中定義創(chuàng)建APPLE系列還是SAMSUNG系列，具體工廠會依據定義來生成：

+ (BrandingGenerator *)generator
{
#if defined (USS_APPLE)
    return [[AppleBrandingGenerator alloc] init];
#elif defined (USS_SAMSUNG)
    return [[SamsungBrandingGenerator alloc] init];
#else
    return nil;
#endif
}

- (TV *)generatorTV
{
    return nil;
}

- (Phone *)generatorPhone
{
    return nil;
}

- (Computer *)generatorComputer
{
    return nil;
}

AppleBrandingGenerator工廠的實現

- (TV *)generatorTV
{
    return [[AppleTV alloc] init];
}

- (Phone *)generatorPhone
{
    return [[ApplePhone alloc] init];
}

- (Computer *)generatorComputer
{
    return [[AppleComputer alloc] init];
}

SamsungBrandingGenerator工廠的實現

- (TV *)generatorTV
{
    return [[SamsungTV alloc] init];
}

- (Phone *)generatorPhone
{
    return [[SamsungPhone alloc] init];
}

- (Computer *)generatorComputer
{
    return [[SamsungComputer alloc] init];
}

客戶端創(chuàng)建

    BrandingGenerator *generator = [BrandingGenerator generator];
    
    TV *tv = [generator generatorTV];
    Phone *phone = [generator generatorPhone];
    Computer *computer = [generator generatorComputer];

在這種模式下如果需要擴展產品盆色，可在工廠父類中新增接口來支持。另外還可以新增產品系列的支持祟剔。

本節(jié)工程示例

工廠方法和抽象工廠

相比較之下隔躲，這兩種方式在創(chuàng)建對象時物延，都不讓客戶端知曉到底返回了什么確切的具體對象宣旱。工廠模式是通過類繼承來創(chuàng)建的抽象產品叛薯，并且只能創(chuàng)建單一品種浑吟，需要新增子類創(chuàng)建者重載工廠方法來支持新的產品創(chuàng)建。而抽象工廠模式是通過對象組合來創(chuàng)建抽象產品组力，可以實現多系列的產品創(chuàng)建，需要在父類新增接口來支持新的產品創(chuàng)建抖拴。

建造者模式

有些對象的創(chuàng)建比較復雜燎字，一個對象包含很多個部件的組成部分，我們將構建過程拆分成指導者-創(chuàng)建者的模式轩触，客戶端直接使用指導者的指導方式進行對象的生成。使用這種構建與它的表現分離模式我們稱為建造者模式家夺，也稱為生成器模式拉馋。

建造者模式類圖：


建造者模式類圖.png

圖中的HeroModel類實現了PrototypeProtocold定義的復制接口日川，返回自己的實例對象。

HeroModel模型的實現

@interface ComputerBuilder ()

@property (nonatomic, strong) Computer *computer;

@end

@implementation ComputerBuilder

- (instancetype)init
{
    if (self = [super init]) {
        _computer = [[Computer alloc] init];
    }
    return self;
}

// 構建CPU
- (ComputerBuilder *)buildCpu:(NSString *)cpu
{
    [_computer setCpu:cpu];
    return self;
}

// 構建顯卡
- (ComputerBuilder *)buildDisplay:(NSString *)display
{
    [_computer setDisplay:display];
    return self;
}

// 構建主板
- (ComputerBuilder *)buildMainboard:(NSString *)mainboard
{
    [_computer setMainBoard:mainboard];
    return self;
}

// 構建
- (Computer *)build
{
    return _computer;
}

@end

使用這種多個步驟龄句、多種方式構建對象分歇，在最后一步返回產品，這個過程比單一創(chuàng)建更容易管理與復用欧漱。

本節(jié)工程示例

單例模式

在我們開發(fā)的應用中职抡，那些只能共享而不能復制的資源，也就是在系統(tǒng)只需存在一份實例误甚，我們可以使用單例模式缚甩。例如iOS中的UIApplication、NSUSerDefaults中使用單例模式窑邦，只存在單一的訪問點擅威。例如我們app的登錄用戶信息也可以設計為單例模式，持有用戶奕翔，信息共享裕寨。

單例模式類圖


單例模式類圖.png

圖中的sharedInstance類定義了返回自身單例對象的接口。
Singleton的實現


@implementation Singleton

//線程安全(多線程下可以運用)
static Singleton* instance = nil;

+(instancetype)sharedInstance{
    static dispatch_once_t once;
    dispatch_once(&once, ^{
        instance = [[Singleton alloc] init];
    });
    return instance;
}

//當我們調用alloc時候回調改方法(保證唯一性)
+(id)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone{
    if(instance == nil){
        static dispatch_once_t once;
        dispatch_once(&once, ^{
            instance = [super allocWithZone:zone];
        });
    }
    return instance;
}

@end

通過GCD來保證線程安全派继，重寫allocWithZone保證不會返回新的實例宾袜。

本節(jié)工程示例

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