设计模式--原型模式
2015-07-16 15:35
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原型模式的定义
原型模式(Prototype)即应用于“复制”操作的模式,此模式最初定义在《设计模式》(Addison-Wesley,1994),里面是这样定义的“使用原型实例指定创建对象的种类,并通过复制这个原型创建新的对象”。简单来理解就是根据这个原型创建新的对象,这种创建是指深复制,得到一份新的内存资源,而不是一个新的指针引用。浅复制与深复制
非指针型实例变量没有浅复制与深复制之分,像布尔型、整型、浮点型。浅复制与深复制是针对指针型实例变量说的,浅复制就只是复制了指针到副本中,原始对象与副本共享内存数据;深复制就是把内存的资源也复制了,原始对象和副本分别对应自己的内存数据。下面的示意图左边为浅复制,右边为深复制。Cocoa Touch框架为NSObject的派生类提供了复制协议即NSCopying协议,NSObject子类需要实现其方法(id)copyWithZone:(NSZone*)zone。NSObject有一个实例方法(id)copy,这个方法默认调用了[self copyWithZone:nil],当然在里面你可以实现浅层复制,也可以实现深层复制。
原型模式类图
Prototype类中包括一个Clone方法,Client知道Prototype,调用其复制方法clone即可得到多个实例,不需要手工去创建这些实例。ConcretePrototype为Prototype的子类,实现自身的clone方法,如果Client通过调用ConcretePrototype的clone方法,将返回ConcretePrototype的实例。例子
新建Prototype类,Prototype.h如下:[cpp] view plaincopy
#import <Foundation/Foundation.h>
//Prototype使用了NSCopying协议,里面只有一个方法:- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone;
@interface Prototype : NSObject<NSCopying>
//设置一个属性,用来检测复制的变化
@property(nonatomic, strong) NSString *name;
@end
实现深复制,Prototype.m文件如下:
[cpp] view plaincopy
#import "Prototype.h"
@implementation Prototype
- (id)init
{
if (self = [super init])
{
//初始化Prototype类时,将name设置如下
self.name = @"My name is Prototype";
}
return self;
}
//实现NSCopying中的方法
- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone
{
//调用allocWithZone方法,复制一个新对象
return [[[self class] allocWithZone:zone] init];
}
@end
测试代码如下:
[cpp] view plaincopy
//创建Prototype实例 prototype
Prototype *prototype = [[Prototype alloc] init];
//输出prototype
NSLog(@"prototype:%@, name:%@", prototype, prototype.name);
//通过prototype深复制出一个新的对象prototypeCopy
Prototype *prototypeDeepCopy = [prototype copy];
//通过prototype直接赋值,其实就是复制了指针,属于浅复制,引用计数加1
Prototype *prototypeShallowCopy = prototype;
NSLog(@"prototypeShallowCopy:%@, name:%@", prototypeShallowCopy, prototypeShallowCopy.name);
//修改prototype
prototype.name = @"My name is new Prototype";
//输出prototypeDeepCopy
NSLog(@"prototype:%@, name:%@", prototype, prototype.name);
NSLog(@"prototypeDeepCopy:%@, name:%@", prototypeDeepCopy, prototypeDeepCopy.name);
NSLog(@"prototypeShallowCopy:%@, name:%@", prototypeShallowCopy, prototypeShallowCopy.name);
输出结果如下(省略时间及项目名):
[cpp] view plaincopy
prototype:<Prototype: 0x71330d0>, name:My name is Prototype
prototypeShallowCopy:<Prototype: 0x71330d0>, name:My name is Prototype
prototype:<Prototype: 0x71330d0>, name:My name is new Prototype
prototypeDeepCopy:<Prototype: 0xc6138d0>, name:My name is Prototype
prototypeShallowCopy:<Prototype: 0x71330d0>, name:My name is new Prototype
结论
1、我们在copyWithZone:(NSZone *)zone实现了深复制,通过prototype复制得到prototypeDeepCopy,从输出结果来看,内存地址与prototype是不一样的,另外复制得到prototypeCopy后修改了prototype的name,对prototypeCopy的name值没有影响,可判断为深复制;2、使用直接赋值得到的prototypeShallowCopy,内存地址与prototype一样,只是简单的指针复制,另外从修改了prototype的name值同时也影响了prototypeShallowCopy的name值也可以看出,这种为浅复制。
题外话
像NSString、NSDictionary这些类,本身已经实现了copyWithZone:(NSZone *)zone方法,直接使用如[NSString copy]调用即可。在复制后得到的副本,又可以分为可变副本(mutable copy)和不可变副本(immutable copy)。通常在NSCopying协议规定的方法copyWithZone中返回不可变副本,在NSMutableCopying的mutableCopyWithZone方法中返回可变副本,然后调用copy和mutableCopy方法来得到副本。NSDictionary类已经遵循NSCopying协议及NSMutableCopying协议,下面进行测试。
第一种情况:
[cpp] view plaincopyNSDictionary *srcDic = [NSDictionary dictionaryWithObjectsAndKeys:@"value", @"key", nil];
NSDictionary *dicCopy = [srcDic copy];//注意这里用了copy
NSLog(@"srcDic:%p, %@", srcDic, srcDic);
NSLog(@"dicCopy:%p %@", dicCopy, dicCopy);
输出结果:
[cpp] view plaincopysrcDic:0x8a73850, {
key = value;
}
dicCopy:0x8a73850 {
key = value;
}
结论:
由[srcDic copy]得到的dicCopy,两者内存地址一致,由于copy返回的是不可变副本,系统只生成一份内存资源,此时的copy只是浅复制,retain作用一样。第二种情况:
[cpp] view plaincopyNSDictionary *srcDic = [NSDictionary dictionaryWithObjectsAndKeys:@"value", @"key", nil];
NSDictionary *dicCopy = [srcDic mutableCopy];//注意这里使用了mutableCopy
NSLog(@"srcDic:%p, %@", srcDic, srcDic);
NSLog(@"dicCopy:%p %@", dicCopy, dicCopy);
输出结果:
[cpp] view plaincopysrcDic:0x8938c50, {
key = value;
}
dicCopy:0x8938b60 {
key = value;
}
结论:
由[srcDic mutableCopy]得到的dicCopy,两者内存地址不一致,由于mutableCopy返回的是可变副本,系统生成了新的内存资源,此时的mutableCopy是深复制。疑问:那么如果srcDic是NSMutableDictionary类型而使用copy,又会怎么样呢?且看第三种情况。第三种情况:
[cpp] view plaincopyNSMutableDictionary *srcDic = [NSMutableDictionary dictionaryWithObjectsAndKeys:@"value", @"key", nil];
NSMutableDictionary *dicCopy = [srcDic copy];//注意这里对NSMutableDictionary进行copy操作
NSLog(@"srcDic:%p, %@", srcDic, srcDic);
NSLog(@"dicCopy:%p %@", dicCopy, dicCopy);
[dicCopy setObject:@"newValue" forKey:@"key"];//尝试修改dicCopy里面的值
输出情况:
[cpp] view plaincopysrcDic:0x7144ea0, {
key = value;
}
dicCopy:0x71445c0 {
key = value;
}
[__NSDictionaryI setObject:forKey:]: unrecognized selector sent to instance 0x71445c0
结论:
由[srcDic mutableCopy]得到的dicCopy,两者内存地址不一致,即是copy对NSMutableDictionary类型进行了深复制,当尝试修改dicCopy里面的值时,发现报错了,修改不了,可以确定副本dicCopy是不可变副本。总的结论
对于系统中已经实现的同时支持NSCopying协议和NSMutableCopying协议的,copy总是返回不可变副本,mutableCopy总是返回可变副本相关文章推荐
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