原型模式是非常简单的一种设计模式, 在多数情况下可被理解为一种深复制的行为。在Objective-C中使用原型模式, 首先要遵循NSCoping协议(OC中一些内置类遵循该协议, 例如NSArray, NSMutableArray等)。刚才我们提到了深复制, 一图以蔽之:
Two kinds of Copy
深复制就是开辟新内存实现真正的内存复制, 浅复制, 只复制指针, 堆内存不变. 在我们设计系统时, 有时一些对象需要根据用户操作完成拷贝备份等操作, 这时候, 如果再去按照原来的方法初始化一遍对象就会带来一些不便和问题:
- 该对象的某些属性是在用户操作过程中产生的, 不能够仅凭一个initXXX方法赋值;
- 常规赋值太过麻烦, 而且破坏封装.
这时候原型模式的优势便体现出来了。总结下原型模式的使用情况:
- 需要创建的对象应独立于其类型与创建方式。也就是说我们想要的对象并不能够直接通过初始化函数来创建出来，其创建过程不具有普遍性且复杂。
- 要实例化类是在运行时决定的。在编写代码的时候并不知道哪种对象会被创建出来，其内部的结构如何复杂(例如：复杂程度取决于用户的操作)。
- 不想要与产品层次相对应的工厂层次。不通过工厂方法或者抽象工厂来控制产品的创建过程，想要直接复制对象
- 不同类的实例间的差异仅是状态的若干组合。因此复制相应数量的原型比手工实例化更加方便。
- 类不容易创建，比如每个组件可把其他组件作为子节点的组合对象。复制已有的组合对象并对副本进行修改会更加容易。如果内部结构复杂，不容易重现。
常见的使用场景 : 结构复杂的类型, 例如《编程之道》中提及的Mark类型； 或者是相似类, 结构一致, 但是属性不同.
Demo
首先创建一个Player类, 拥有2个属性highestLevel和currentLevel, 同时提供2个public方法修改这2个属性. 代码如下:
@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
最为关键的是Player需要实现NSCopying协议:
#pragma mark - Override
- (instancetype)copyWithZone:(NSZone *)zone
{
Player *copyPlayer = [[[self class] allocWithZone:zone] init];
copyPlayer.highestLevel = self.highestLevel;
copyPlayer.currentLevel = self.currentLevel;
return copyPlayer;
}
这里大家看到NSZone类型, 这是个什么类型呢? 其实它是一个结构体, 是为了防止内存碎片化而引入的一个结构. NSZone会根据你想要开辟的内存大小来分配内存, 提高内存管理. 然而官方的Programming with ARC Release Note也指出， 目前的runtime系统忽略了区域的概念，因为本身的内存管理已经非常有效率，使用Zone反而会降低内存使用，访问效率, 增加源代码复杂度等.所以一般不使用NSZone， 而在这个例子中， 虽说使用了allocWithZone的方法, 但是我们进去看源代码则会发现: Apple其实还是用一般的初始化方法代替了原来的Zone开辟:
#pragma mark - Override
- (instancetype)copyWithZone:(NSZone *)zone
+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone OBJC_SWIFT_UNAVAILABLE("use object
initializers instead");
原型设计模式基本就是这些, 当然我们的Player类可以变成一个接口, 让子类去实现, 更好的体现面向接口编程.
结果
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>
在其他文件调用copy方法, 即可看到系统为我们新开辟的一块内存, 引用计数为1.
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