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舉例講解設(shè)計(jì)模式中的原型模式在iOS應(yīng)用開發(fā)中的作用

更新時間：2016年04月06日 10:57:32 作者：塵絮緣12138

這篇文章主要介紹了設(shè)計(jì)模式中的原型模式在iOS應(yīng)用開發(fā)中的作用,示例代碼為傳統(tǒng)的Objective-C,需要的朋友可以參考下

1 前言
在許多面向?qū)ο蟮膽?yīng)用程序中，有些對象的創(chuàng)建代價過于大或者過于復(fù)雜。要是可以重建相同的對象并作輕微的改動，事情會容易許多。我們可以通過輕微的改動重用已有的對象，以適應(yīng)程序中的特定情況。今天我們就來學(xué)習(xí)一下該模式。

2 詳述
2.1 定義
應(yīng)用于“復(fù)制”操作的模式成為原型（Prototype）模式。復(fù)制（cloning）指用同一模具生產(chǎn)一系列的產(chǎn)品。模具所基于的物品稱為原型。盡管產(chǎn)品是用同一模具復(fù)制的，但是某些屬性，如顏色與尺寸，可以稍有不同，但是他們還是屬于同一類。
2.2 何時是用原型模式
（1）需要創(chuàng)建的對象應(yīng)獨(dú)立于其類型與創(chuàng)建方式。
（2）要實(shí)例化的類是在運(yùn)行時決定的。
（3）不想要與產(chǎn)品層次相對應(yīng)的工廠層次。
（4）不同類的實(shí)例間的差異僅是狀態(tài)的若干組合。因此復(fù)制相應(yīng)數(shù)量的原型比手工實(shí)例化更加方便。
（5）類不容易創(chuàng)建，比如每個組件可以把其他組件作為子節(jié)點(diǎn)的組合對象。復(fù)制已有的組合對象并對副本進(jìn)行修改會更加容易。
此模式的最低限度是生成對象的真實(shí)副本，以用作同一環(huán)境下其他相關(guān)事物的基礎(chǔ)（原型）。
2.3 淺復(fù)制與深復(fù)制
深復(fù)制就是開辟新內(nèi)存實(shí)現(xiàn)真正的內(nèi)存復(fù)制, 淺復(fù)制, 只復(fù)制指針, 堆內(nèi)存不變. 在我們設(shè)計(jì)系統(tǒng)時, 有時一些對象需要根據(jù)用戶操作完成拷貝備份等操作, 這時候, 如果再去按照原來的方法初始化一遍對象就會帶來一些不便和問題:
(1)該對象的某些屬性是在用戶操作過程中產(chǎn)生的, 不能夠僅憑一個initXXX方法賦值;
(2)常規(guī)賦值太過麻煩, 而且破壞封裝.
這時候原型模式的優(yōu)勢便體現(xiàn)出來了。

3.Demo
首先創(chuàng)建一個Player類, 擁有2個屬性highestLevel和currentLevel, 同時提供2個public方法修改這2個屬性. 代碼如下:

復(fù)制代碼代碼如下:

@interface Player : NSObject <NSCopying>
/**
* update player's current level during game
*
* @param level
*/
- (void)updateCurrentLevel:(NSInteger)level;

/**
* update player's highest level during game
*
* @param level
*/
- (void)updateHighestLevel:(NSInteger)level;

@end

最為關(guān)鍵的是Player需要實(shí)現(xiàn)NSCopying協(xié)議:

復(fù)制代碼代碼如下:

#pragma mark - Override
- (instancetype)copyWithZone:(NSZone *)zone
{
    Player *copyPlayer = [[[self class] allocWithZone:zone] init];
    copyPlayer.highestLevel = self.highestLevel;
    copyPlayer.currentLevel = self.currentLevel;

return copyPlayer;
}

這里大家看到NSZone類型, 這是個什么類型呢? 其實(shí)它是一個結(jié)構(gòu)體, 是為了防止內(nèi)存碎片化而引入的一個結(jié)構(gòu). NSZone會根據(jù)你想要開辟的內(nèi)存大小來分配內(nèi)存, 提高內(nèi)存管理. 然而官方的Programming with ARC Release Note也指出，目前的runtime系統(tǒng)忽略了區(qū)域的概念，因?yàn)楸旧淼膬?nèi)存管理已經(jīng)非常有效率，使用Zone反而會降低內(nèi)存使用，訪問效率, 增加源代碼復(fù)雜度等.所以一般不使用NSZone，而在這個例子中，雖說使用了allocWithZone的方法, 但是我們進(jìn)去看源代碼則會發(fā)現(xiàn): Apple其實(shí)還是用一般的初始化方法代替了原來的Zone開辟:

復(fù)制代碼代碼如下:

#pragma mark - Override

- (instancetype)copyWithZone:(NSZone *)zone

+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone OBJC_SWIFT_UNAVAILABLE("use object         

  initializers instead");

原型設(shè)計(jì)模式基本就是這些, 當(dāng)然我們的Player類可以變成一個接口, 讓子類去實(shí)現(xiàn), 更好的體現(xiàn)面向接口編程.

結(jié)果:

2015-09-18 21:30:32.072 DP_Prototype[1173:280693] <Player: 0x14d513f60>
2015-09-18 21:30:32.073 DP_Prototype[1173:280693] <Player: 0x14d5337e0>

在其他文件調(diào)用copy方法, 即可看到系統(tǒng)為我們新開辟的一塊內(nèi)存, 引用計(jì)數(shù)為1.

4.Cocoa Touch框架中的對象復(fù)制
CocoaTouch框架為NSObject的派生類提供了實(shí)現(xiàn)深復(fù)制的協(xié)議。NSObject的子類需要實(shí)現(xiàn)NSCopying協(xié)議及其方法--（id）copyWithZone:(NSZone *)zone。NSObject有一個實(shí)例方法叫做（id）copy。默認(rèn)的copy方法調(diào)用[selfcopyWithZone:nil]。對于采納了NSCopying協(xié)議的子類，需要實(shí)現(xiàn)這個方法，否則將引發(fā)異常。IOS中，這個方法保持新的副本對象，然后將其返回。此方法的調(diào)用者需要負(fù)責(zé)釋放返回的對象。
深復(fù)制的技巧在于：保證確實(shí)復(fù)制了內(nèi)存中的資源，而不只是指指針。

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