举例讲解设计模式中的原型模式在iOS应用开发中的作用

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我是靠谱客的博主拉长店员，最近开发中收集的这篇文章主要介绍举例讲解设计模式中的原型模式在iOS应用开发中的作用，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

1 前言
在许多面向对象的应用程序中，有些对象的创建代价过于大或者过于复杂。要是可以重建相同的对象并作轻微的改动，事情会容易许多。我们可以通过轻微的改动重用已有的对象，以适应程序中的特定情况。今天我们就来学习一下该模式。

2 详述
2.1 定义
应用于“复制”操作的模式成为原型（Prototype）模式。复制（cloning）指用同一模具生产一系列的产品。模具所基于的物品称为原型。尽管产品是用同一模具复制的，但是某些属性，如颜色与尺寸，可以稍有不同，但是他们还是属于同一类。
2.2 何时是用原型模式
（1）需要创建的对象应独立于其类型与创建方式。
（2）要实例化的类是在运行时决定的。
（3）不想要与产品层次相对应的工厂层次。
（4）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。
（5）类不容易创建，比如每个组件可以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。
此模式的最低限度是生成对象的真实副本，以用作同一环境下其他相关事物的基础（原型）。
2.3 浅复制与深复制
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:
(1)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;
(2)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。

3.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:

复制代码代码如下:

@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:

复制代码代码如下:

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

return copyPlayer;
}

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:

复制代码代码如下:

#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.

4.Cocoa Touch框架中的对象复制
CocoaTouch框架为NSObject的派生类提供了实现深复制的协议。NSObject的子类需要实现NSCopying协议及其方法--（id）copyWithZone:(NSZone *)zone。NSObject有一个实例方法叫做（id）copy。默认的copy方法调用[selfcopyWithZone:nil]。对于采纳了NSCopying协议的子类，需要实现这个方法，否则将引发异常。IOS中，这个方法保持新的副本对象，然后将其返回。此方法的调用者需要负责释放返回的对象。
深复制的技巧在于：保证确实复制了内存中的资源，而不只是指指针。