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设计模式系列15--最终篇

终于要写完这个系列了，GOF的设计模式总共有23种，我在前面的篇章只写了其中16个，剩下的7个放到这篇文章一起写了。因为这6个设计模式要么是iOS自身语言特性已经实现了，要么是没有什么太大的利用价值，所以放在一起简单讲解下。

今天要学习如下7种设计模式：

原型模式
迭代器模式
备忘录模式
访问者模式
观察者模式
模板方法模式
解释器模式

下面来一一讲解

1、原型模式

定义

用原型实例指定创建对象的种类,并且通过拷贝这些原型创建新的对象。

看定义就知道原型模式就是iOS里面的对象克隆，这个iOS已经帮我们做好了，只要我们实现NSCopying或者NSMutableCopying协议就行了，具体实现看这篇文章：

深浅拷贝

UML结构图

设计模式系列15--最终篇

2、迭代器模式

定义

提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素 , 而又不需暴露该对象的内部表示。

简单来说就是定义一个迭代器，可以使用同一种方式去遍历不同的的聚合对象，iOS里面的聚合对象就三种：NSArray、NSSet、NSDictonary。其他语言可能还有hash表，map表，链表等等iOS同样已经帮我们实现了迭代器，有三种方式去迭代集合对象

方法1、NSEnumertor抽象类

NSEnumertor本身是一个抽象类，依靠几个工厂方法来创建并返回具体的迭代器，比如下面的例子使用NSEnumertor来迭代NSArray

NSArray *array = @[@"啦啦啦", @"天空是无用且垂死的星辰", @"人在塔在",@"二营长，你他娘的意大利炮呢"];  
NSEnumerator *enumertor = [array objectEnumerator];  
id item ;  
while (item = [enumertor nextObject]) {  
    NSLog(@"%@", item);
}

当然还可以使用NSEnumertor来迭代NSSet和NSDictonary，就不在一一演示了，具体看这篇文章：

NSEnumertor迭代器的使用

方法2、基于块的枚举

[array enumerateObjectsUsingBlock:^(NSString * obj, NSUInteger idx, BOOL * _Nonnull stop) {
                NSLog(@"%@", obj);
        }];

这个方法的有点是可以根据条件停止迭代，还可以使用block实现回调

NSArray *array = @[@"啦啦啦", @"天空是无用且垂死的星辰", @"人在塔在",@"二营长，你他娘的意大利炮呢"];

[array enumerateObjectsUsingBlock:^(NSString * obj, NSUInteger idx, BOOL * _Nonnull stop) {
      if ([obj isEqualToString:@"人在塔在"]){
          NSLog(@"%@", obj);
          *stop = YES;
      }
  }];

方法3、快速枚举

这是苹果推荐的方法，比for循环效率高，具体使用如下：

NSArray *array = @[@"啦啦啦", @"天空是无用且垂死的星辰", @"人在塔在",@"二营长，你他娘的意大利炮呢"];

 for (NSString *str in array) {
         NSLog(@"%@", str);

     }

UML结构图

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3、备忘录模式

定义

在不破坏封装性的前提下,捕获一个对象的内部状态,并在该对象之外保存这个状态。这样以后就可将该对象恢复到原先保存的状态。

简单来说就是在某个特定的时刻序列化对象，保存到内存或者硬盘上，在需要的时候再回复。保存的一般都是对象的属性值，比如我们我们打游戏的时候可以保存当前进度，然后可以读档，和这个是一样的道理。

如果是系统的类比如NSArray、NSDictonary，那么iOS系统已经帮我们实现好了，具体使用见这篇文章

objective-C中的序列化(serialize)与反序列化(deserialize)

如果是我们自定义的类需要序列化，那么就在需要序列化的类里面实现NSCoding协议的两个方法就可以了

- (id)initWithCoder:(NSCoder *)coder
- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)coder

如果觉得一个个写类的每个属性非常麻烦，那么就使用如下的宏，一句代码就可以搞定类的序列化了

#define SERIALIZE_CODER_DECODER()     /
/
- (id)initWithCoder:(NSCoder *)coder    /
{   /
NSLog(@"%s",__func__);  /  
Class cls = [self class];   /  
while (cls != [NSObject class]) {   /  
/*判断是自身类还是父类*/    /
BOOL bIsSelfClass = (cls == [self class]);  /  
unsigned int iVarCount = 0; /  
unsigned int propVarCount = 0;  /  
unsigned int sharedVarCount = 0;    /  
Ivar *ivarList = bIsSelfClass ? class_copyIvarList([cls class], &iVarCount) : NULL;/*变量列表，含属性以及私有变量*/   /  
objc_property_t *propList = bIsSelfClass ? NULL : class_copyPropertyList(cls, &propVarCount);/*属性列表*/   /  
sharedVarCount = bIsSelfClass ? iVarCount : propVarCount;   /  
/
for (int i = 0; i < sharedVarCount; i++) {  /  
const char *varName = bIsSelfClass ? ivar_getName(*(ivarList + i)) : property_getName(*(propList + i)); /  
NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:varName];   /  
id varValue = [coder decodeObjectForKey:key];   /  
NSArray *filters = @[@"superclass", @"description", @"debugDescription", @"hash"]; /  
if (varValue && [filters containsObject:key] == NO) { /  
[self setValue:varValue forKey:key];    /
}   /
}   /
free(ivarList); /  
free(propList); /  
cls = class_getSuperclass(cls); /  
}   /
return self;    /  
}   /
/
- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)coder    /
{   /
NSLog(@"%s",__func__);  /  
Class cls = [self class];   /  
while (cls != [NSObject class]) {   /  
/*判断是自身类还是父类*/    /
BOOL bIsSelfClass = (cls == [self class]);  /  
unsigned int iVarCount = 0; /  
unsigned int propVarCount = 0;  /  
unsigned int sharedVarCount = 0;    /  
Ivar *ivarList = bIsSelfClass ? class_copyIvarList([cls class], &iVarCount) : NULL;/*变量列表，含属性以及私有变量*/   /  
objc_property_t *propList = bIsSelfClass ? NULL : class_copyPropertyList(cls, &propVarCount);/*属性列表*/ /  
sharedVarCount = bIsSelfClass ? iVarCount : propVarCount;   /  
/
for (int i = 0; i < sharedVarCount; i++) {  /  
const char *varName = bIsSelfClass ? ivar_getName(*(ivarList + i)) : property_getName(*(propList + i)); /  
NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:varName];    /  
/*valueForKey只能获取本类所有变量以及所有层级父类的属性，不包含任何父类的私有变量(会崩溃)*/  /
id varValue = [self valueForKey:key];   /  
NSArray *filters = @[@"superclass", @"description", @"debugDescription", @"hash"]; /  
if (varValue && [filters containsObject:key] == NO) { /  
[coder encodeObject:varValue forKey:key];   /
}   /
}   /
free(ivarList); /  
free(propList); /  
cls = class_getSuperclass(cls); /  
}   /
}

在需要序列化的类里面只需要导入该.h文件，然后写一句 SERIALIZE_CODER_DECODER() 即可

如果需要对序列化后的对象保存到硬盘和从硬盘读取，下面演示的是保存到NSUserDefault，保存到其他地方操作类似

Myobject *object = [Myobject new];  
object.property1 = 赋值1;  
object.property2 = 赋值2;  
object.property3= 赋值3;  
NSData  *data1 = [NSKeyedArchiver archivedDataWithRootObject:object];  
[[NSUserDefaults standardUserDefaults]setObject:data1 forKey:@"object"];
[[NSUserDefaults standardUserDefaults]synchronize];

读取

NSData *data = [[NSUserDefaults standardUserDefaults]objectForKey:@"object"];  
MyObject *object = [NSKeyedUnarchiver unarchiveObjectWithData:data];//反序列化

注意

如果被序列化的对象的属性是其他类的实例，那么其他类也必须支持序列化，一直递归下去。

UML结构图

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4、访问者模式

定义

表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作。它使你可以在不改变各元素的类的前提下定义作用于这些元素的新操作。

假设我们要实现的多个子类拥有相似的功能，我们一般会把这些子类抽象出来一个父类，这样外界只需要面向抽象父类编程即可。如下图所示：

设计模式系列15--最终篇

而访问者模式是把这些方法分别实现为一个个的类，然后把这些子类放到一个集合里面，接着对这些子类循环执行这些方法。就是把操作和子类集合分离开来。这样以后扩展功能，只需要添加一个功能类即可，就不用修改子类，看着很美好是吧。

UML结构图

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问题

但是我想说访问者模式是所有设计模式里面最没有用的一个模式，原因如下：

对象结构不能改变，因为如果改变对象结构，那么每个concreteVistor都必须增加针对新添加的concreteElement的操作
不能对部分concreteVistor操作。因为是循环遍历所有concreteElement，所以每个concreteElement都必须执行方法，而不能有选择性的执行方法，而继承是不会有这种问题。
实现复杂。这个模式可以说是设计模式里面实现最为复杂的一种，你看下UML图就知道了，使用了两次分发实现回调。
每个方法都需要实现为一个concreteVistor。看上面的UML图，每个concreteVistor都是之前继承方式的一个方法，然后针对所有的concreteElement分别取实现。假设抽象类有十几个方法，这不算多吧，那就需要新建十几个concreteVistor，造成类数目过多，增加程序复杂度

而访问者模式唯一的优点就是把操作和对象结构分离，可以在不改变对象结构的前提下给对象添加功能。而继承方式如果要添加功能，就必须给每个子类的添加功能和给父类添加接口，但是对比起来我更愿意使用继承方式，因为简单，也不需要增加那么多子类。虽然说使用继承模式实现违反了开闭原则，但是权衡来看，继承模式优点更多。

继承方式对比访问者模式

当然上面的只是我个人见解，大家自行判断使用哪种方式好。可以参考下面这个demo，分别用继承和访问者模式实现同样的功能，大家自己体会下。

访问者模式VS继承模式Demo

5、观察者模式

定义

定义对象间的一种一对多的依赖关系 ,当一个对象的状态发生改变时 , 所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。

这个就不用多说了吧，iOS开发中经常用到的 NSNotification 就是这个。如果你有兴趣自己实现下该模式，那么下面这个小demo你可以看看。

观察者模式Demo

UML结构图

设计模式系列15--最终篇

6、模板方法模式

定义

定义一个操作中的算法的骨架 , 而将一些步骤延迟到子类中。可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。

这个在日常码代码的时候应该是有意识或者无意识的都会有用到，简单来说就是父类要实现一个很大的功能，需要很多步骤，可以在父类里面把这些步骤抽象出来，成为一个算法骨架。然后子类去具体实现这些步骤。不同的子类可以有不同的实现方式，但是算法结构不改变。直接看图吧

设计模式系列15--最终篇

很简单对吧，平时开发中应该经常会用到，算是简单实用的一个设计模式

UML结构图

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7、解释器模式

定义

给定一个语言,定义它的文法的一种表示,并定义一个解释器,这个解释器使用该表示来解释语言中的句子。

我现在使用中文写作，每个句子都需要遵循一定的语法，比如句子大多数由主谓宾构成，然后你看到我写的文字，你会根据这个规律来解读这句话的意思。

那么对于计算机来说，要识别一个由特定语法构成的具体，也可以给它指定一套规则让他解读，比如正则表达式。关于解释器的使用就不演示了，这玩意太高大了，一般编译器才会用到。

有兴趣可以看下这篇文章，有演示如何使用解释器模式

解释器模式

总结

断断续续花了2个半月的时间终于把设计模式系列写完，对自己算是学习的总结，也希望对大家有所帮助，个人感觉学习设计模式还是十分有必要的，如果你使用面向对象语言编程的话（目前流行的语言大多数是面向对象），它可以帮助你打开程序设计世界一扇新的大门。只要多加练习思考，相信你会慢慢领悟到如何构建可复用、灵活、低耦合的程序的。

学习完设计模式只是开端，接下来需要通过大量阅读优秀的开源项目，并且勤加练习、思考，才能领悟透彻设计模式背后的思想。与君共勉，加油！

原文 http://blog.ximu.site/she-ji-mo-shi-xi-lie-15-zui-zhong-pian-2/

正文到此结束