iOS设计模式之原型模式

原型模式

基本理解

• 原型模式（Prototype），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。
• 原型模式其实就是从一个对象再创建另外一个可定制的对象，而且不需要知道任何创建的细节。
• 一般在初始化信息不发生变化的情况下，克隆是最好的办法，这既隐藏了对象创建的细节，又对性能是大大的提高。
• 不用重新初始化对象，而是动态地获得了对象运行时的状态。
• 深复制和浅复制
  • 浅复制：被复制对象的所有变量都含有与原来对象相同的值，而所有的对其他对象的引用都仍然指向原来对象。
  • 深复制：把引用对象的变量指向复制过的新对象，而不是原来的被引用的对象。

何时使用原型模式

• 需要创建的对象应独立于其类型与创建方式。
• 要实例化的类是在运行时决定的。
• 不想要与产品层次相对应的工厂层次。
• 不同类的实例间的差别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话更加方便。
• 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容易。

说明

• 不管是什么对象，只要复制自身比手工实例化要好，都可以是原型对象。
• 使用此模式的情形：
  • 有很多相关的类，其行为略有不同，而且主要差异在于内部属性，如名称、图像等。
  • 需要使用组合（树形）对象作为其他东西的基础，例如使用组合对象作为组件来构建另一个组合对象。

深复制和浅复制

指针只是存储在内存中资源地址的占位符。在复制操作中，如果只是将指针复制给新对象（副本），那么底层的资源实际上仍然由两个实例在共享。其实两者指向的都是同一块内存。这就是浅复制。

什么是深复制呢？深复制是指不仅复制指针值，还复制指针所指向的资源。

使用Cocoa Touch框架中的对象复制

Cocoa Touch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协议以及其方法：

-(id)copyWithZone:(NSZone *)zone;

NSObject有一个实列方法叫做-(id)copy。默认的copy方法调用[self copyWithZone:nil];对于采纳了NSCopying协议的子类，需要实现这个方法，否则会引发异常。

例子

Prototype.h

//
//  Prototype.h
//  Test
//
//  Created by zhanggui on 15/8/5.
//  Copyright (c) 2015年 zhanggui. All rights reserved.
//

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Prototype : NSObject<NSCopying>

@property(nonatomic)NSString *name;

@end

Prototype.m

//
//  Prototype.m
//  Test
//
//  Created by zhanggui on 15/8/5.
//  Copyright (c) 2015年 zhanggui. All rights reserved.
//

#import "Prototype.h"

@implementation Prototype

//实现NSCopying中的方法
-(id)copyWithZone:(NSZone *)zone
{
    Prototype *p = [[Prototype allocWithZone:zone] init];
    return p;
}
@end

然后在ViewController中调用。具体的viewDidLoad代码如下：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    Prototype *prototype = [[Prototype alloc] init];
    prototype.name = @"originName";
    //deepCopy
    Prototype *prototypeDeepCopy = [prototype copy];

    //shallowCopye
    Prototype *prototypSallowCopy = prototype;

    NSLog(@"prototyp addreess:%p",prototype);
    NSLog(@"deepAddress:%p",prototypeDeepCopy);
    NSLog(@"shallowAddress:%p",prototypSallowCopy);

    NSLog(@"prototype:%@",prototype.name);
    NSLog(@"deep:%@",prototypeDeepCopy.name);
    NSLog(@"shallow:%@",prototypSallowCopy.name);

    NSLog(@"changed.........");
    prototype.name = @"newName";
    NSLog(@"prototype:%@",prototype.name);
    NSLog(@"deep:%@",prototypeDeepCopy.name);
    NSLog(@"shallow:%@",prototypSallowCopy.name);

}

运行结果如下：

2015-08-05 20:51:20.535 Test[8763:3496263] prototyp addreess:0x7a3e35a0
2015-08-05 20:51:20.536 Test[8763:3496263] deepAddress:0x7a3e4650
2015-08-05 20:51:20.536 Test[8763:3496263] shallowAddress:0x7a3e35a0
2015-08-05 20:51:20.536 Test[8763:3496263] prototype:originName
2015-08-05 20:51:20.536 Test[8763:3496263] deep:(null)
2015-08-05 20:51:20.536 Test[8763:3496263] shallow:originName
2015-08-05 20:51:20.536 Test[8763:3496263] changed.........
2015-08-05 20:51:20.536 Test[8763:3496263] prototype:newName
2015-08-05 20:51:20.536 Test[8763:3496263] deep:(null)
2015-08-05 20:51:20.536 Test[8763:3496263] shallow:newName

结论：

• 使用copyWithZone:(NSZone *)zone方法实现了深复制，通过copy方法（该方法默认调用copyWithZone方法）复制得到prototypeDeepCopy,从结果可以看出：深复制对象和和源对象的地址是不一样的：
• 2015-08-05 20:51:20.535 Test[8763:3496263] prototyp addreess:0x7a3e35a0
• 2015-08-05 20:51:20.536 Test[8763:3496263] deepAddress:0x7a3e4650

而浅复制对象和源对象地址是一样的：

• 2015-08-05 20:51:20.535 Test[8763:3496263] prototyp addreess:0x7a3e35a0

• 2015-08-05 20:51:20.536 Test[8763:3496263] shallowAddress:0x7a3e35a0
  
  这说明如果是深复制就会开辟一块新的内存。对象所有的属性都是null的。

• 对于浅复制的对象，一旦源对象的属性改变，那么浅复制的对象也会跟着改变。

附源码下载地址：

http://pan.baidu.com/s/1kTByijH