简述21种设计模式

《Object-C编程之道》个人感觉是非常好的一本iOS设计模式书籍。

里面会结合在iOS的Cocoa 框架中使用到的例子进行讲解，在学习设计模式的同时，也能对Cocoa框架中使用的设计模式有个熟悉。这一点我非常喜欢。

 

按照设计模式的功能进行划分，可以分为八类：

接口适配类，对象去耦类，对象创建类，抽象集合类，对象状态类，行为扩展类，算法封装类，性能与对象访问类。其中包含内容如下：

对象创建型：1.原型模式；2.工厂模式；3.抽象工厂模式；4.单例模式；5.生成器

接口适配型：1.适配器模式；2.桥接模式；3.外观模式

对象去耦型：1.中介者模式；2.观察者模式

抽象集合型：1.组合模式；2.迭代器模式

行为扩展型：1.访问者模式；2.装饰器模式；3.责任链模式

算法封装型：1.模版方法模式；2.策略模式；3.命令模式

性能与对象访问型：1.享元模式；2.代理模式

对象状态型：1.备忘录模式

 

下面将对书中讲解到的设计模式进行简述。

建议有时间的同学去通读和练习一遍。没有时间的同学就看我下面写的吧，先做到心里有个概况。等有时间了再去研究。

后面计划对里面的每种设计模式进行详解（二十一种，真不少），想持续关注的要留心了。

 

对象创建型

原型模式：

简单的说就是复制，用同一个磨具复制出一系列的东西。

使用场景有：

1.创建一个实例流畅复杂，复制比较容易；

2.创建一个对象子对象组合比较多，复制比较容易；

应用实例：

自定义对象实现NSCopy协议或者NSMutableCopy协议，实现方法copyWithZone或者mutableCopyWithZone。就是对此设计模式的体现。

 

工厂模式：

简单的说就是在一个类中根据需求，可以生产出多种类型的产品。

使用场景有：

类有很多具体的子类，想让返回什么样的子类局部化，由内部自行判断。

应用实例：

NSNumber类定义了一系列的工厂方法：

根据int 生产 intNumber; 根据unsigned int 生产 unsignedNumber;

+ (NSNumber *)numberWithInt:(int)value;
+ (NSNumber *)numberWithUnsignedInt:(unsigned int)value;

 

抽象工厂模式：

从产品的角度看，是一种二维的思考。如水果工厂的工厂模式是生产苹果，橘子。

而苹果分为北方工厂产的苹果，南方工厂产的苹果。

从工厂的角度看，比较简单。抽象工厂下面两个子工厂，它们都可以生产苹果，橘子。

应用实例：

NSNumber抽象工厂。下面很多具体的number工厂，如：

+ (NSNumber *)numberWithInt:(int)value;
+ (NSNumber *)numberWithUnsignedInt:(unsigned int)value;

 

单例模式：

一个类只有一个实例，并提供全局访问点。

使用场景有：

系统只能共享，无法复制的元素。

应用实例：

文件系统管理类:整个系统只有一份。

UIApplication：一个App只有一个应用单例。

 

生成器模式：

将一个复杂对象的构建与它的表现分离，使得同样的构建过程可以创建不一样的表现对象。

使用场景：

构建过程需要用不同的组合构建不同表现的对象。

 

对于生成一个比较复杂的对象，通常使用生成器模式 里面按照角色划分有4种：

客户端，提出一系列需要，需要什么样的产品。

指挥者，从客户端那里接收到一系列需要，然后按照功能分割。

构建者，从指挥者手中得到一个需求，并生产一个对于的产品。

 

对象创建型整体宏观图如下：

 

接口适配型

适配器模式：

对象调用接口 -> 适配器 -> 被适配接口，适配器可以使原本不兼容的接口可以一起协调工作了。

使用场景：

已有类的接口与需求类接口不匹配。

应用实例：

Delegate是CocoaTouch框架中采用适配器模式（委托）的一种实现。实现协议的具体类是个适配器。

 

桥接模式：

把抽象层次结构从实现中分离出来，使其能够独立变更。

抽象层定义了供客户端使用的上层抽象接口。

实现层次结构定义了供抽象层次使用的底层接口。

 

不想在抽象与其实现之间形成固定的绑定关系；

客户端抽象层引用着实现层抽象层；

 

外观模式：

为子系统中一组不同的功能接口，提供统一的外观服务接口。

子系统变的越来越复杂，可以使用外观类为这个子系统提供一个简单的入口。

 

接口适配型整体宏观图如下： 

 

对象去耦型

中介者模式

一句看概述：封装对象间的交互。

中介者模式用于定义一个集中的场所，对象间的交互可以在一个中介者对象内处理， 从而避免其他对象间的依存关系。

使用场景：

对象间的交互定义明确而复杂，导致一组对象彼此互相依赖且难以理解。

使用实例：

组件化开发中使用的路由器，就是一个利用反射机制实现的中介者。

 

观察者模式

定义一种一对多的关系，使一个对象状态改变，所以观察者对象都收到通知。

观察者模式也叫发布-订阅机制。

可以利用Observer模式，令通知中心为中介，可以做到一个自定义对象通过通知中心 去通知到其他多个对象的目的。

使用场景：

在MVC框架模式中，通过观察着，实现Model，View的联动。

 

对象去耦型整体宏观图如下： 

 

抽象集合型

组合模式

组合模式让我们把相同基类型的对象组合到树状结构中，其中父节点包含同类型的子节点。

组件节点和叶子节点都是实现同一个基类接口。同一个抽象父类。

对组合对象的查询，访问都是递归操作。

将对象组合成树形结构，以表示“整体-部分”的层次结构，组合使得用户对单个对象和组合对象的操作具有一致性。

使用实例：

UIView的树形结构，包含很多子View。

事件消息链，响应链传递。

 

迭代器模式

迭代器提供了一种 顺序访问聚合对象（集合）中元素的方法，而无需暴露结构的底层表示和结构细节。 遍历集合元素的任务从集合 转移给了迭代器对象。

使用场景：

需要访问组合对象内容，而不想暴露内部表示，结构。

迭代器分为内部迭代器和外部迭代器。

外部迭代器允许客户端更自由的使用，同时需要熟悉组合对象的内部结构。

内部迭代器被封装在集合内部，在集合外部提供接口。

使用实例：

集合对象（nsarray, nsdictionary）都默认提供了迭代器。

 

抽象集合型整体宏观图如下： 

 

行为扩展型

访问者模式

作用于组合对象结构中的每一个元素的操作，它让我们在不改变元素类的前提下，扩展这些类的新操作。

在接受访问者的接口方法中，实现将元素传给访问者，然后访问者扩展对元素的操作。

使用场景：

想对一个对象进行很多不相关的操作，又不想污染这个对象。

 

装饰器模式

向对象添加行为而不破坏其原有的风格，因此增强了的对象是同一个类的加强版。任何“增强”均可以动态添加和删除。装饰对象可以附加到另一装饰对象，也可以附加到原始对象。

使用场景：

在不影响对象的情况下，动态，透明的给单个对象添加职责。

使用实例：

滤镜操作，可以不管滤镜顺序。

 

责任链模式

让一组对象处理特定的请求，而对这个组中的成员（处理程序对象handler）增加，删除不影响组的完整性。

 链中的每一个对象实现了同样的方法，处理对链中第一个对象发起的同一个请求。 如果一个对象不知道如何处理这个请求，就把请求传给下一个响应器（successor）。

使用场景：

向一组对象发送处理请求，而不想显示的指定是哪个对象进行处理。

 

行为扩展型整体宏观图如下： 

 

算法封装型

模版方法模式

在抽象父类中定义操作架构和公共操作，具体操作延迟到子类中实现。

在模版方法模式中，使子类可以重定义算法的某些特定步骤而不改变算法结构。

使用场景：

需要一次性将不变部分写好，将可变部分留给子类实现。

使用实例：

在UIView 中的方法draw:(CGRect)rect方法。

这个绘图方法draw:为UIView提供的钩子函数，当用户想要自己绘图时，就可以自己扩展添加。不实现也不影响功能。

 

策略模式

在面向对象设计中，将不同的算法分离成不同的类，称为策略。与这种做法相关的设计模式，称为策略模式。

使用场景：

在平时的函数中会出现if-else或者switch-case这样的选择语句，它们的不同分支下对应的是不同的算法。 而将这些不同的算法封装成一个个不同的算法对象。实际上就是不同的策略。

使用实例：

控制器是视图的策略类，视图可以因为控制器不同而展示不同的信息。

 

命令模式

在面向对象设计中，把指令封装在各种命令对象中，命令对象可以被传递， 并且在指定时刻被不同客户的复用，从这一概念精心设计的模式被称为命令模式。

使用场景：

想让程序支持撤销恢复功能

使用实例：

NSInvocation, NSUndoManager是框架中这个模式的典型应用。

 

算法封装型整体宏观图如下： 

 

性能与对象访问型

享元模式

运用共享技术，有效的控制大量细粒度的对象。

使用场景：

应用程序中使用大量对象时。

通过共享减少了多少对象总数。

使用实例：

屏幕上要展示1000朵小花，利用共享可以只用10个imageData对象，1000个坐标对象。

 

代理模式

为其他客户端提供一种代理，来控制对真实对象的访问。

远程代理：用本地对象代替远程对象。如：发送网络时的代理服务器。

虚拟代理：将代理直接面向客户端，使客户端认为操作的虚拟代理就是真实对象。虚拟代理提供占位对象和重型对象。默认使用占位对象，当需要使用重型对象时才加载。

 

使用实例：

Object-C不支持多继承，如果代理对象不是NSObject的子类的话，可以考虑用NSProxy来作为占位或者替代对象。

尽管NSProxy也是NSObject类型，但是NSProxy的作用就是当代理。

 

性能与对象访问型整体宏观图如下： 

 

对象状态型

备忘录模式

在不破坏原有封装的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存状态。 这样，之后可将对象恢复到之前的状态。将状态封装成对象保存。

使用场景：

需要保存对象在某一时刻的状态（或部分状态），这样以后就可以恢复到先前的状态。

使用实例：

Cocoa Touch框架在归档，属性列表序列化，核心数据中采用了备忘录模式。

 

对象状态型整体宏观图如下： 

 

 

完整项目地址如下：

https://github.com/zhfei/Objective-C_Design_Patterns