OC中几种常用的设计模式以及工厂模式（Java版）

作者: JasonEVA | 来源:发表于2016-12-08 17:11 被阅读234次

一、OC中几种常用的设计模式

1.单例模式(Singleton)

在iOS开发我们经常碰到只需要某类一个实例的情况,如：

● UIApplication类提供了＋sharedAPplication方法创建和获取UIApplication单例

● NSBundle类提供了 +mainBunle方法获取NSBundle单例

● NSFileManager类提供了＋defaultManager方法创建和获得NSFileManager单例。（PS：有些时候我们得放弃使用单例模式，使用－init方法去实现一个新的实例，比如使用委托时）

● NSNotificationCenter提供了＋defaultCenter方法创建和获取NSNotificationCenter单例（PS：该类还遵循了另一个重要的设计模式：观察者模式）

● NSUserDefaults类提供了＋defaultUserDefaults方法去创建和获取NSUserDefaults单例

如何实现单例模式

首先给大家介绍一下GCD技术，是苹果针对于多核CPU的多任务解决方案。是一组基于C语言开发的API。GCD提供了一个dispatch_once函数，这个函数的作用就是保证block里的语句在整个应用的生命周期里只执行一次。

实现代码

#import "JasonDemo.h"

@implementation JasonDemo


+ (instancetype)sharedInstance {
    static JasonDemo *sharedInstance = nil;
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        sharedInstance = [[JasonDemo alloc] init];
    });
    return sharedInstance;
}

@end

上述代码中有5小步，解释如下：

声明一个可以新建和获取单个实例对象的方法
声明一个static类型的类变量
声明一个只执行一次的任务
调用dispatch_once执行该任务指定的代码块，在该代码块中实例化上文声明的类变量
返回在整个应用的生命周期中只会被实例化一次的变量

单例模式作用

由于单例模式在内存中只有一个实例，减少了内存开支，特别是一个对象需要频繁地创建、销毁时，而且创建或销毁时性能又无法优化，单例模式的优势就非常明显。
由于单例模式只生成一个实例，所以减少了系统的性能开销，当一个对象的产生需要比较多的资源时，如读取配置、产生其他依赖对象时，则可以通过在应用启动时直接产生一个单例对象，然后用永久驻留内存的方式来解决（在Java EE中采用单例模式时需要注意JVM垃圾回收机制）。
单例模式可以避免对资源的多重占用，例如一个写文件动作，由于只有一个实例存在内存中，避免对同一个资源文件的同时写操作。
单例模式可以在系统设置全局的访问点，优化和共享资源访问，例如可以设计一个单例类，负责所有数据表的映射处理。

举个栗子

跳转使用单例之前

跳转管理基类

#import <Foundation/Foundation.h>

@class CHBaseController;

@interface CCInteractor : NSObject
{
}

@property (nonatomic, weak)   CHBaseController*       baseController;

@end

具体业务跳转子类

@interface CHContactsInteractor : CCInteractor

- (void)goOrganization;

- (void)goMyDepartmentWithDeptID:(NSString *)deptID andDeptName:(NSString *)deptName;

@end

使用

@property (nonatomic, strong) CHContactsInteractor *contactsInteractor;

self.contactsInteractor = [CHContactsInteractor new];

[self.contactsInteractor goOrganization];

使用单例优化以后

跳转管理基类

#import <Foundation/Foundation.h>
#import <UIKit/UIKit.h>

@interface ATModuleInteractor : NSObject

+ (instancetype)sharedInstance;

// 普通push
- (void)pushToVC:(UIViewController *)VC;

// 强制跳转rootView再push
- (void)PushToChatVC:(UIViewController *)VC;
@end

具体业务跳转管理分类

#import "ATModuleInteractor.h"

@interface ATModuleInteractor (CoordinationInteractor)

// 任务列表
- (void)goTaskList;
@end

使用

    [[ATModuleInteractor sharedInstance] goTaskList];

2.观察者模式

概念：操作对象向被观察者对象投送消息，使得被观察者的状态得以改变，在此之前已经有观察者向被观察对象注册，订阅它的广播，现在被观察对象将自己状态发生改变的消息广播出来，观察者接收到消息各自做出应变。

苹果的Cocoa Touch框架中使用了观察者模式的有：通知机制和KVO

2.1 通知(notification)机制

在通知机制中对某个通知感兴趣的所有对象都可以成为接受者。首先，这些对象需要向通知中心（NSNotificationCenter）发出addObserver:selector:name:object:消息进行注册，在投送对象投送通知送给通知中心时，通知中心就会把通知广播给注册过的接受者。所有的接受者不知道通知是谁投送的，不去关心它的细节。投送对象和接受者是一对多的关系。接受者如果对通知不再关注，会给通知中心发送removeObserver:name:Object:消息解除注册，以后不再接受通知。

代码尝试

1.进入后台时，发出通知

- (void)applicationDidEnterBackground:(UIApplication *)application {
    [[NSNotificationCenter defaultCenter]postNotificationName:@"APPTerminate" object:self];
}

#import "ViewController.h"
 
@interface ViewController ()
 
@end
 
@implementation ViewController
 
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    //注意此处的selector有参数，要加冒号
    [[NSNotificationCenter defaultCenter]addObserver:self selector:@selector(doSomething:) name:@"APPTerminate" object:nil];
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
}
 
- (void)didReceiveMemoryWarning {
    [super didReceiveMemoryWarning];
    [[NSNotificationCenter defaultCenter]removeObserver:self];
    // Dispose of any resources that can be recreated.
}
 
#pragma mark -处理通知
-(void)doSomething:(NSNotification*)notification{
    NSLog(@"收到进入后台通知");
}
 
@end

在APP退到后台时，发出广播，而viewController因为时观察者，收到广播，执行doSomething方法，打印出收到广播的文字。

2.2 KVO(Key-Value-Observing)机制

该机制下观察者的注册是在被观察者的内部进行的，不同于通知机制（由观察者自己注册），需要被观察者和观察者同时实现一个协议：NSKeyValueObserving，被观察者通过addObserver:forKeypath:options:context方法注册观察者，以及要被观察的属性。

实现代码

被观察类（由于继承自NSObject,而NSObject已实现了NSKeyValueObserving协议，所以不需要做声明）

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface JWWatchModel : NSObject
@property (nonatomic, copy) NSString *JWName;
@property (nonatomic, copy) NSString *JWAge;
@end

观察类

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    self.JWModel = [JWWatchModel new];
    
    [self.JWModel addObserver:self forKeyPath:@"JWName" options:NSKeyValueObservingOptionOld | NSKeyValueObservingOptionNew context:@"你考了几分"];
    UIBarButtonItem *changeBtn = [[UIBarButtonItem alloc] initWithTitle:@"戳我啊" style:UIBarButtonItemStylePlain target:self action:@selector(changeClick)];
    [self.navigationItem setRightBarButtonItem:changeBtn];
    
    // Do any additional setup after loading the view.
}

- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context {
    if ([keyPath isEqualToString:@"JWName"]) {
        UIAlertController *alterVC = [UIAlertController alertControllerWithTitle:(__bridge NSString *)context message:[self dictionaryToJson:change] preferredStyle:UIAlertControllerStyleAlert];
        UIAlertAction *action = [UIAlertAction actionWithTitle:@"好的" style:UIAlertActionStyleCancel handler:nil];
        [alterVC addAction:action];
        [self presentViewController:alterVC animated:YES completion:nil];
        NSLog(@"%@",change);
    }
}

3.委托代理模式

委托模式就像是java中的接口，类可以实现或不实现协议（接口）中的方法。通过此种方式，达到最大的解耦目的，方便项目的扩展。不过你需要设置应用的委托对象，以确定协议中的方法为谁服务。

拿最常用的UITableViewDelegate UITableViewDataSource来举例：

实现一个页面有一个UItableView，UItableView的每一栏（cell）的数据由我们指定，那么我们该如何做呢？苹果也自然想到了这一点，于是定义了一个接口，这个接口有许多的方法，只需要我们把要服务的对象传进去，就可以使用这些方法了，这个接口就是委托和协议。而UITableViewDelegate 和 UITableViewDataSource 就是专为UITableView而写的委托和协议。用法如下：

#pragma mark - UITableView Delegate
- (NSInteger)tableView:(UITableView *)tableView numberOfRowsInSection:(NSInteger)section
{
    return self.serviceDetail.payWayList.count;
}

- (NSInteger)numberOfSectionsInTableView:(UITableView *)tableView
{
    return 1;
}

- (UITableViewCell *)tableView:(UITableView *)tableView cellForRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath
{
   static NSString *CoustomerTableIdentifier = @"RecipeTableCellTableViewCell";
 
    RecipeTableCellTableViewCell *cell =(RecipeTableCellTableViewCell *) [tableView dequeueReusableCellWithIdentifier:CoustomerTableIdentifier];
 
    if (cell == nil) {
       cell = [[RecipeTableCellTableViewCell alloc] initWithStyle:UITableViewCellStyleDefault reuseIdentifier:CoustomerTableIdentifier];
    }
 
    recipe = [recipes objectAtIndex:indexPath.row];
 
    cell.nameLabel.text =  recipe.name;
    cell.prepTimeLabel.text= recipe.prepTime;
    cell.thumbnailImageView.image = [UIImage imageNamed:recipe.image];
 
    return cell;}
- (CGFloat)tableView:(UITableView *)tableView heightForHeaderInSection:(NSInteger)section {
    return 0.0001;
}

- (CGFloat)tableView:(UITableView *)tableView heightForFooterInSection:(NSInteger)section {
    return 0.0001;
}

- (void)tableView:(UITableView *)tableView didSelectRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath {
    ServicePayWay *payway = self.serviceDetail.payWayList[indexPath.row];
    if ([self.selectedPayway.payWayCode isEqualToString:payway.payWayCode]) {
        return;
    }
    self.selectedPayway = payway;
    [self.tableView reloadData];
}

如上所示的方法全部来自于委托和协议。利用委托和协议，你可以把主要精力放到逻辑业务上，将数据绑定和事件处理交给委托和协议去完成。

二、工厂模式

女娲造人的故事

东汉《风俗通》记录了一则神话故事：“开天辟地，未有人民，女娲搏黄土做人”，讲述的内容就是大家非常熟悉的女娲造人的故事。开天辟地之初，大地上并没有生物，只有苍茫大地，纯粹而洁净的自然环境，寂静而又寂寞，于是女娲决定创造一个新物种（即人类）来增加世界的繁荣，怎么制造呢？

别忘了女娲是神仙，没有办不到的事情，造人的过程是这样的：首先，女娲采集黄土捏成人的形状，然后放到八卦炉中烧制，最后放置到大地上生长，工艺过程是没有错的，但是意外随时都会发生：

第一次烤泥人，感觉应该熟了，往大地上一放，哇，没烤熟！于是一个白人诞生了！（这也是缺乏经验的最好证明）

第二次烤泥人，上一次没烤熟，这次多烤一会儿，放到世间一看，嘿，熟过头了，于是黑人诞生了！

第三次烤泥人，一边烧制一边察看，直到表皮微黄，嘿，真正好，于是黄色人种出现了！

这个造人过程是比较有意思的，是不是可以通过软件开发来实现这个过程呢？古人云：“三人行，必有我师焉”，在面向对象的思维中，万物皆对象，是对象我们就可以通过软件设计来实现。首先对造人过程进行分析，该过程涉及三个对象：女娲、八卦炉、三种不同肤色的人。女娲可以使用场景类Client来表示，八卦炉类似于一个工厂，负责制造生产产品（即人类），三种不同肤色的人，他们都是同一个接口下的不同实现类，都是人嘛，只是肤色、语言不同，对于八卦炉来说都是它生产出的产品。分析完毕，我们就可以画出如图8-1所示的类图。

d7260e63844769eae109ed60.jpeg

图8-1

类图比较简单，AbstractHumanFactory是一个抽象类，定义了一个八卦炉具有的整体功能，HumanFactory为实现类，完成具体的任务——创建人类；Human接口是人类的总称，其三个实现类分别为三类人种；NvWa类是一个场景类，负责模拟这个场景，执行相关的任务。

我们定义的每个人种都有两个方法：getColor（获得人的皮肤颜色）和talk（交谈），其源代码如代码清单8-1所示。

代码清单8-1　人类总称

public interface Human{
//每个人种的皮肤都有相应的颜色
public void getColor（）；
//人类会说话
public void talk（）；
}

接口Human是对人类的总称，每个人种都至少具有两个方法，黑色人种、黄色人种、白色人种的代码分别如代码清单8-2、代码清单8-3、代码清单8-4所示。

代码清单8-2　黑色人种

public class BlackHuman implements Human{
public void getColor（）{
System.out.println（"黑色人种的皮肤颜色是黑色的！"）；
}
public void talk（）{
System.out.println（"黑人会说话，一般人听不懂。"）；
}
}

代码清单8-3黄色人种

public class YellowHuman implements Human{
public void getColor（）{
System.out.println（"黄色人种的皮肤颜色是黄色的！"）；
}
public void talk（）{
System.out.println（"黄色人种会说话，一般说的都是双字节。"）；
}
}

代码清单8-4　白色人种

public class WhiteHuman implements Human{
public void getColor（）{
System.out.println（"白色人种的皮肤颜色是白色的！"）；
}
public void talk（）{
System.out.println（"白色人种会说话，一般都是但是单字节。"）；
}
}

所有的人种定义完毕，下一步就是定义一个八卦炉，然后烧制人类。我们想象一下，女娲最可能给八卦炉下达什么样的生产命令呢？应该是“给我生产出一个黄色人种（YellowHuman类）”，而不会是“给我生产一个会走、会跑、会说话、皮肤是黄色的人种”，因为这样的命令增加了交流的成本，作为一个生产的管理者，只要知道生产什么就可以了，而不需要事物的具体信息。通过分析，我们发现八卦炉生产人类的方法输入参数类型应该是Human接口的实现类，这也解释了为什么类图上的AbstractHumanFactory抽象类中createHuman方法的参数为Class类型。其源代码如代码清单8-5所示。

代码清单8-5　抽象人类创建工厂

public abstract class AbstractHumanFactory{
public abstract＜T extends Human＞T createHuman（Class＜T＞c）；
}

注意，我们在这里采用了泛型（Generic），通过定义泛型对createHuman的输入参数产生两层限制：

必须是Class类型；
必须是Human的实现类。

其中的“?”表示的是，只要实现了Human接口的类都可以作为参数，泛型是JDK 1.5中的一个非常重要的新特性，它减少了对象间的转换，约束其输入参数类型，对Collection集合下的实现类都可以定义泛型。有关泛型的详细知识，请参考相关的Java语法文档。
目前女娲只有一个八卦炉，其实现生产人类的方法，如代码清单8-6所示。

代码清单8-6　人类创建工厂

public class HumanFactory extends AbstractHumanFactory{
public＜T extends Human＞T createHuman（Class＜T＞c）{
//定义一个生产的人种
Human human=null；
try{
//产生一个人种
human=（Human）Class.forName（c.getName（））.newInstance（）；
}catch（Exception e）{
System.out.println（"人种生成错误！"）；
}
return（T）human；
}
}

人种有了，八卦炉也有了，剩下的工作就是女娲采集黄土，然后命令八卦炉开始生产，其过程如代码清单8-7所示。

代码清单8-7　女娲类

public class NvWa{
public static void main（String[]args）{
//声明阴阳八卦炉
AbstractHumanFactory YinYangLu=new HumanFactory（）；
//女娲第一次造人，火候不足，于是白人产生了
System.out.println（"--造出的第一批人是白色人种--"）；
Human whiteHuman=YinYangLu.createHuman（WhiteHuman.class）；
whiteHuman.getColor（）；
whiteHuman.talk（）；
//女娲第二次造人，火候过足，于是黑人产生了

System.out.println（"\n--造出的第二批人是黑色人种--"）；
Human blackHuman=YinYangLu.createHuman（BlackHuman.class）；
blackHuman.getColor（）；
blackHuman.talk（）；
//第三次造人，火候刚刚好，于是黄色人种产生了
System.out.println（"\n--造出的第三批人是黄色人种--"）；
Human yellowHuman=YinYangLu.createHuman（YellowHuman.class）；
yellowHuman.getColor（）；
yellowHuman.talk（）；
}
}

人种有了，八卦炉有了，负责生产的女娲也有了，激动人心的时刻到来了，我们运行一下，结果如下所示。
--造出的第一批人是白色人种--

白色人种的皮肤颜色是白色的！

白色人种会说话，一般都是但是单字节。

--造出的第二批人是黑色人种--

黑色人种的皮肤颜色是黑色的！

黑人会说话，一般人听不懂。

--造出的第三批人是黄色人种--

黄色人种的皮肤颜色是黄色的！

黄色人种会说话，一般说的都是双字节。

哇，人类的生产过程就展现出来了！这个世界就热闹起来了，黑人、白人、黄人都开始活动了，这也正是我们现在的真实世界。以上就是工厂方法模式

工厂方法模式的优点

首先，良好的封装性，代码结构清晰。一个对象创建是有条件约束的，如一个调用者需要一个具体的产品对象，只要知道这个产品的类名（或约束字符串）就可以了，不用知道创建对象的艰辛过程，降低模块间的耦合。
其次，工厂方法模式的扩展性非常优秀。在增加产品类的情况下，只要适当地修改具体的工厂类或扩展一个工厂类，就可以完成“拥抱变化”。例如在我们的例子中，需要增加一个棕色人种，则只需要增加一个BrownHuman类，工厂类不用任何修改就可完成系统扩展。

再次，屏蔽产品类。这一特点非常重要，产品类的实现如何变化，调用者都不需要关心，它只需要关心产品的接口，只要接口保持不变，系统中的上层模块就不要发生变化。因为产品类的实例化工作是由工厂类负责的，一个产品对象具体由哪一个产品生成是由工厂类决定的。在数据库开发中，大家应该能够深刻体会到工厂方法模式的好处：如果使用JDBC连接数据库，数据库从MySQL切换到Oracle，需要改动的地方就是切换一下驱动名称（前提条件是SQL语句是标准语句），其他的都不需要修改，这是工厂方法模式灵活性的一个直接案例。

OC中几种常用的设计模式以及工厂模式（Java版）

一、OC中几种常用的设计模式

1.单例模式(Singleton)

如何实现单例模式

实现代码

单例模式作用

举个栗子

跳转使用单例之前

使用单例优化以后

2.观察者模式

2.1 通知(notification)机制

代码尝试

2.2 KVO(Key-Value-Observing)机制

实现代码

3.委托代理模式

二、工厂模式

女娲造人的故事

工厂方法模式的优点

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