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说说iOS开发中设计模式那些事儿

2014-11-12 16:00 | DevStore编辑 齐刘海姑娘

说说iOS开发中设计模式那些事儿

说起设计模式,感觉自己把握不了笔头,所以单拿出iOS开发中的几种常用设计模式谈一下。

单例模式(Singleton)

概念:整个应用或系统只能有该类的一个实例。

在iOS开发我们经常碰到只需要某类一个实例的情况,最常见的莫过于对硬件参数的访问类,比如UIAccelerometer.这个类可以帮助我们获得硬件在各个方向轴上的加速度,但是我们仅仅需要它的一个实例就够了,再多,只会浪费内存。

所以苹果提供了一个UIAccelerometer的实例化方法+sharedAccelerometer,从名字上我们也能看出此方法让整个应用共享一个UIAccelerometer实例(PS:iOS 的开放中,我们往往能从方法名中就了解这个方法的作用),它内部的如何实现我们暂且不谈,先来看看还有哪些类同样使用了单例模式。

UIApplication类提供了 +sharedAPplication方法创建和获取UIApplication单例

NSBundle类提供了 +mainBunle方法获取NSBundle单例

NSFileManager类提供了 +defaultManager方法创建和获得NSFileManager单例。(PS:有些时候我们得放弃使用单例模式,使用-init方法去实现一个新的实例,比如使用委托时)

NSNotificationCenter提供了 +defaultCenter方法创建和获取NSNotificationCenter单例(PS:该类还遵循了另一个重要的设计模式:观察者模式)

NSUserDefaults类提供了 +defaultUserDefaults方法去创建和获取NSUserDefaults单例

苹果的SDK中大量的遵循此设计模式,那么它的内部是如何实现的呢?

首先给大家介绍一下GCD技术,是苹果针对于多核CPU的多任务解决方案。你不需要了解更多,只需要知道是一组基于C语言开发的API。GCD提供了一个dispatch_once函数,这个函数的作用就是保证block(代码块:暂时理解为一个跟函数相近的东西)里的语句在整个应用的生命周期里只执行一次。

OK,接下来就给出一个使用了单例模式新建和获取实例的类模版,代码如下:

//Singleton.h
@interface Singleton : NSObject
+ (Singleton *)sharedSingleton; <1>
@end
 
/***************************************************************/
 
//Singleton.m
#import "Singleton.h"
@implementation Singleton   
static Singleton *sharedSingleton = nil;<2>
 
+ (Singleton *)sharedSingleton{
    static dispatch_once_t once;<3>
    dispatch_once(&once,^{
        sharedSingleton = [[self alloc] init];<4>
        //dosometing
    });
    return sharedSingleton;<5>
}

上述代码中有5小步,解释如下:

1. 声明一个可以新建和获取单个实例对象的方法

2. 声明一个static类型的类变量

3. 声明一个只执行一次的任务

4. 调用dispatch_once执行该任务指定的代码块,在该代码块中实例化上文声明的类变量

5. 返回在整个应用的生命周期中只会被实例化一次的变量

OK,这就是iOS开发中单例模式的机制,下面我们就看看如何在实际开发中使用此模式?(PS:为了尽可能的突出核心内容,我们会对设计中的其他模式或内容一笔带过)

假如我们需要在iOS应用中实现分层的架构设计,即我们需要把数据的持久层,展示层,和逻辑层分开。为了突出重点,我们直接把目光转到持久层,而根据MVC的设计模式,我们又可以把持久层细分为DAO层(放置访问数据对象的四类方法)和Domain层(各种实体类,比如学生),这样就可以使用DAO层中的方法,配合实体类Domain层对数据进行清晰的增删改查。那么我们如何设计呢?

从使用者的角度看,我们期望获得DAO层的类实例,然后调用它的增删改查四大方法。可是这个类实例,我们似乎只需要一个就足够了,再多的话不利于管理且浪费内存。OK,我们可以使用单例模式了,代码如下:

.h文件:

//StudentDAO.h
@interface StudentDAO:NSObject
@property (nonatomic,strong) NSMutaleArray *StudentsInfo;
 
+ (StudentDAO *)sharedStudentDAO;
 
-(int) create:(Student*)student;
-(int) remove:(Student*)student;
-(int) modify:(Student*)student;
-(NSMutaleArray) findAll;
@end

.m文件:

//StudentDAO.m
#import "StudentDAO.h"
#import "Student.h"
@implementation StudentDAO
 
static StudentDAO *studentDao = nil;
+ (StudentDAO)sharedStudentDAO{
    static dispatch_once_t once;
    dispatch_once(&once,^{
        Student  *student1 = [[Student alloc]init];
        student1.name = "MexiQQ";
        student1.studentNum = "201200301101";
 
        Student  *student2 = [[Student alloc]init];
        student2.name = "Ricardo_LI";
        student2.studentNum = "201200301102";
 
        studentDao = [[self alloc] init];
        studentDao._StudentsInfo = [[NSMutaleArray alloc]init];
        [studentDao._StudentsInfo addObject:student1];
        [studentDao._StudentsInfo addObject:student2];
    });
    return studentDao;
}   
//插入的方法
-(int)create:(Student*)stu{
    [self._StudentsInfo addObject:stu];
    return 0;
}   
//删除的方法
-(int)remove:(Student*)stu{
    for(Student* s in self._StudentsInfo){
        if([stu.studentNum isEqual:s.studentNum]){
            [self._StudentsInfo removeObject:s]
            break;
        }
    }
}
-(int)modify...... //省略不写
-(NSMutaleArray)findAll...... //省略不写

上述例子不难理解,其中用到的Student类我这里就不给出了,只是一个含有姓名和学号属性的实体类。

观察者模式

概念:一个对象状态改变,通知正在对他进行观察的对象,这些对象根据各自要求做出相应的改变。

图例:

图例

如图所示:操作对象向被观察者对象投送消息,使得被观察者的状态得以改变,在此之前已经有观察者向被观察对象注册,订阅它的广播,现在被观察对象将自己状态发生改变的消息广播出来,观察者接收到消息各自做出应变。

OK,我们先来看看在苹果的Cocoa Touch框架中有谁使用了观察者模式:

通知(notification)机制

原理图如下:

原理图

如图所示,在通知机制中对某个通知感兴趣的所有对象都可以成为接受者。首先,这些对象需要向通知中心(NSNotificationCenter)发出addObserver:selector:name:object:消息进行注册,在投送对象投送通知送给通知中心时,通知中心就会把通知广播给注册过的接受者。所有的接受者不知道通知是谁投送的,不去关心它的细节。投送对象和接受者是一对多的关系。接受者如果对通知不再关注,会给通知中心发送removeObserver:name:Object:消息解除注册,以后不再接受通知。

(ps:这段话内容摘抄自关东升先生的文章)

OK,我们试着去使用一下通知机制:

新建一个Single view Project,对项目中的文件做以下修改:

AppDelegate.m

- (void)applicationDidEnterBackground:(UIApplication *)application {
    [[NSNotificationCenter defaultCenter]postNotificationName:@"APPTerminate" object:self];
}

ViewController.m

//
//  ViewController.m
//  TestNotification
//
//  Created by liwenqian on 14-10-18.
//  Copyright (c) 2014年 liwenqian. All rights reserved.
//
 
#import "ViewController.h"
 
@interface ViewController ()
 
@end
 
@implementation ViewController
 
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    //注意此处的selector有参数,要加冒号
    [[NSNotificationCenter defaultCenter]addObserver:self selector:@selector(doSomething:) name:@"APPTerminate" object:nil];
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
}
 
- (void)didReceiveMemoryWarning {
    [super didReceiveMemoryWarning];
    [[NSNotificationCenter defaultCenter]removeObserver:self];
    // Dispose of any resources that can be recreated.
}
 
#pragma mark -处理通知
-(void)doSomething:(NSNotification*)notification{
    NSLog(@"收到通知");
}
 
@end

如上所示,对模版项目的两个文件的方法或整个文件做出修改,Command+R运行你的APP,再按下Home键(Command+H),会发现打印出一行收到通知的文字,如下:

收到通知

在APP退到后台时,发出广播,而viewController因为时观察者,收到广播,执行doSomething方法,打印出收到广播的文字。

KVO(Key-Value-Observing)机制

原理图如下:

原理图

如图所示:该机制下观察者的注册是在被观察者的内部进行的,不同于通知机制(由观察者自己注册),需要被观察者和观察者同时实现一个协议:NSKeyValueObserving,被观察者通过addObserver:forKeypath:options:context方法注册观察者,以及要被观察的属性。

新建一个single view project,同时新建一个继承自NSObject的TestWatche类,文件结构如下图:

文件结构图

对文件进行如下修改:

AppDelegate.h

//
//  AppDelegate.h
//  TestNotification
//
//  Created by liwenqian on 14-10-18.
//  Copyright (c) 2014年 liwenqian. All rights reserved.
//
 
#import <UIKit/UIKit.h>
#import <CoreData/CoreData.h>
#import "TestWatche.h"
 
@interface AppDelegate : UIResponder <UIApplicationDelegate>
 
@property (strong, nonatomic) UIWindow *window;
 
@property (readonly, strong, nonatomic) NSManagedObjectContext *managedObjectContext;
@property (readonly, strong, nonatomic) NSManagedObjectModel *managedObjectModel;
@property (readonly, strong, nonatomic) NSPersistentStoreCoordinator *persistentStoreCoordinator;
@property (strong,nonatomic) NSString *state;
@property (strong,nonatomic) TestWatche *watcher;
 
 
- (void)saveContext;
- (NSURL *)applicationDocumentsDirectory;
 
 
@end

AppDelegate.m 对如下方法做出修改

- (BOOL)application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions {    // Override point for customization after application launch.
 
    self.watcher = [TestWatche alloc];
 
    [self addObserver:self.watcher forKeyPath:@"state" options:NSKeyValueObservingOptionOld | NSKeyValueObservingOptionNew context:@"pass content"];    self.state = @"launch";    return YES;
}
 
- (void)applicationDidEnterBackground:(UIApplication *)application {    self.state = @"backgroud";
}

TestWatche.m(由于继承自NSObject,而NSObject已实现了NSKeyValueObserving协议,所以不需要做声明)

//
//  TestWatche.m
//  TestNotification
//
//  Created by liwenqian on 14-10-18.
//  Copyright (c) 2014年 liwenqian. All rights reserved.
//
 
#import "TestWatche.h"
 
@implementation TestWatche
 
-(void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary *)change context:(void *)context{
    NSLog(@"state change:%@",change);
}
@end

OK,Command+B Command+R Command+H看看你的应用输出了什么,如果你的操作无误的话,会显示如下内容:

显示内容

委托模式

个人认为委托模式大多数人解释的复杂了,其实就像是java中的接口,类可以实现或不实现协议(接口)中的方法。通过此种方式,达到最大的解耦目的,方便项目的扩展。不过你需要设置应用的委托对象,以确定协议中的方法为谁服务。

拿最常用的UITableViewDelegate UITableViewDataSource来举例:

实现一个页面有一个UItableView,UItableView的每一栏(cell)的数据由我们指定,那么我们该如何做呢?苹果也自然想到了这一点,于是定义了一个接口,这个接口有许多的方法,只需要我们把要服务的对象传进去,就可以使用这些方法了,这个接口就是委托和协议。而UITableViewDelegate 和 UITableViewDataSource 就是专为UITableView而写的委托和协议。用法如下:

ViewController.h

//
//  ViewController.h
//  RecipeBookMe
//
//  Created by liwenqian on 14-9-10.
//  Copyright (c) 2014年 liwenqian. All rights reserved.
//
 
#import <UIKit/UIKit.h>
 
@interface ViewController : UIViewController <UITableViewDelegate, UITableViewDataSource>
 
@property (nonatomic, strong) IBOutlet UITableView *mytableView;
 
@end

ViewController.m

//
//  ViewController.m
//  RecipeBookMe
//
//  Created by liwenqian on 14-9-10.
//  Copyright (c) 2014年 liwenqian. All rights reserved.
//
 
#import "ViewController.h"
#import "DetailViewController.h"
#import "Recipe.h"
#import "RecipeTableCellTableViewCell.h"
 
@interface ViewController ()
 
@end
 
@implementation ViewController{
     NSArray *recipes;      
}
 
@synthesize mytableView;
 
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
 
    // Initialize the recipes array
    Recipe *recipe1 = [Recipe new];
 
    recipe1.name = @"Egg Benedict";
    recipe1.prepTime = @"30 min";
    recipe1.image = @"egg_benedict.jpg";
    recipe1.ingredients = [NSArray arrayWithObjects:@"2 fresh English muffins", @"4 eggs", @"4 rashers of back bacon", @"2 egg yolks", @"1 tbsp of lemon juice", @"125 g of butter", @"salt and pepper", nil];
 
    Recipe *recipe2 = [Recipe new];
    recipe2.name = @"Mushroom Risotto";
    recipe2.prepTime = @"30 min";
    recipe2.image = @"mushroom_risotto.jpg";
    recipe2.ingredients = [NSArray arrayWithObjects:@"1 tbsp dried porcini mushrooms", @"2 tbsp olive oil", @"1 onion, chopped", @"2 garlic cloves", @"350g/12oz arborio rice", @"1.2 litres/2 pints hot vegetable stock", @"salt and pepper", @"25g/1oz butter", nil]; 
 
    recipes = [NSArray arrayWithObjects:recipe1, recipe2, nil];
 
}
 
- (void)didReceiveMemoryWarning {
    [super didReceiveMemoryWarning];
}
 
/*--------------------------------------------------------------------*/
//定义UITableview的栏目数量
- (NSInteger)tableView:(UITableView *)tableView numberOfRowsInSection:(NSInteger)section
{
     return [recipes count];
}
 
//定义UITableviewCell的显示内容
- (UITableViewCell *)tableView:(UITableView *)tableView cellForRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath
{
    static NSString *CoustomerTableIdentifier = @"RecipeTableCellTableViewCell";
 
    RecipeTableCellTableViewCell *cell =(RecipeTableCellTableViewCell *) [tableView dequeueReusableCellWithIdentifier:CoustomerTableIdentifier];
 
    if (cell == nil) {
       cell = [[RecipeTableCellTableViewCell alloc] initWithStyle:UITableViewCellStyleDefault reuseIdentifier:CoustomerTableIdentifier];
    }
 
    recipe = [recipes objectAtIndex:indexPath.row];
 
    cell.nameLabel.text =  recipe.name;
    cell.prepTimeLabel.text= recipe.prepTime;
    cell.thumbnailImageView.image = [UIImage imageNamed:recipe.image];
 
    return cell;
}
 
//点击每一栏执行跳转时的处理
- (void)prepareForSegue:(UIStoryboardSegue *)segue sender:(id)sender {
    if ([segue.identifier isEqualToString:@"showRecipeDetail"]) {
 
        NSIndexPath *indexPath = nil;
        Recipe *recipe = nil;
 
        indexPath = [self.mytableView indexPathForSelectedRow];
        recipe = [recipes objectAtIndex:indexPath.row];
 
        DetailViewController *destViewController = segue.destinationViewController;
        destViewController.recipe = [recipes objectAtIndex:indexPath.row];
    }
}
 
//定义cell的高度
- (CGFloat)tableView:(UITableView *)tableView heightForRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath
{
    return 71;
}
/*--------------------------------------------------------------------*/
@end

如上所示,两条/------/注释间的方法全部来自于委托和协议。利用委托和协议,你可以把主要精力放到逻辑业务上,将数据绑定和事件处理交给委托和协议去完成。

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齐刘海姑娘

齐刘海姑娘 DevStore编辑

简介:on the way

评论(2)
lamian

lamian 2018-03-07 09:07:04

其实开发设计模式哪种语言都差不多
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neeya

neeya 2014-11-12 23:47:55

好东西,谢谢
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