使用Object-C实现23种设计模式之原型模式

今天讲解一下最后一个创建型模式——原型模式，在讲解原型模式之前，先说两个概念，深拷贝和浅拷贝，相信学过C或者C++的人都应该了解什么是深拷贝什么是浅拷贝。

深拷贝：增加一个指针并且指向一个新的内存空间，使新的内存空间内存储的数据与被拷贝对象的数据相同。

浅拷贝：增加一个指针只想被拷贝的对象。

下面举一个特别通俗的例子：某农夫家有两个儿子，该农夫给大儿子买了一套房子，二儿子也想要同样的房子，于是农夫又买下一套构造一样的房子，并且把内部装修的跟大儿子的房子一模一样后，给了二儿子，这就是深拷贝；同样的示例，农夫给大儿子买房子后，二儿子想要同样的房子，但是农夫资金不足，就给二儿子配了一把大儿子家房子的钥匙，给了二儿子，这就是浅拷贝。

彻底了解深拷贝与浅拷贝之后，再去学习下面的原型模式：

所谓原型模式，就是根据一个对象创建一个相同的对象，这样的好处是，在创建对象是，节省了很多对对象的属性进行初始化的过程，在很大程度上提高了代码质量以及开发效率。

此外，原型模式很少单独出现，他的出现一般伴随着其他的设计模式，然而，原型模式与单例模式在实现上又有着冲突，所以，两者不可能同时出现。

首先，看下面一个实例：

在某高中男生宿舍中，有四个人，二者四个人恰恰是四胞胎（举例需求，如有雷同，纯属巧合>-<），死人无论在身高、体重等方面，不尽相同，再次，假设死人名字分别为张一，张二，张三，张四，家庭地址为山东省，性别均为男，下面构建一个Person类，假设其只有姓、名、性别、家庭住址四个属性。

Person.h

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Person : NSObject<NSCopying>

@property (nonatomic) NSString* firstName;
@property (nonatomic) NSString* lastName;
@property (nonatomic) NSString* sex;
@property (nonatomic) NSString* address;

-(id)initWithFirstName:(NSString*)firstName andLastName:(NSString*)lastName andSex:(NSString*)sex andAddress:(NSString*)address;

@end

Person.m

#import "Person.h"

@implementation Person

@synthesize firstName = _firstName;
@synthesize lastName = _lastName;
@synthesize sex = _sex;
@synthesize address = _address;

-(id)initWithFirstName:(NSString *)firstName andLastName:(NSString *)lastName andSex:(NSString *)sex andAddress:(NSString *)address{
if(self = [super init]){
_firstName = firstName;
_lastName = lastName;
_sex = sex;
_address = address;
}
return self;
}

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

Person* per = [[[self class]allocWithZone:zone]initWithFirstName:_firstName andLastName:_lastName andSex:_sex andAddress:_address];

return per;
}

@end

这里的关键是实现NSCopying协议，以及对协议中copyWithZone方法的实现。

下面看一下使用原型模式的好处，如果不使用原型模式，则创建者兄弟四人具体实例的过程应如下所示：

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "Person.h"
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
Person* per1 = [[Person alloc]initWithFirstName:@"张" andLastName:@"一" andSex:@"男" andAddress:@"山东省"];
Person* per2 = [[Person alloc]initWithFirstName:@"张" andLastName:@"二" andSex:@"男" andAddress:@"山东省"];
Person* per3 = [[Person alloc]initWithFirstName:@"张" andLastName:@"三" andSex:@"男" andAddress:@"山东省"];
Person* per4 = [[Person alloc]initWithFirstName:@"张" andLastName:@"四" andSex:@"男" andAddress:@"山东省"];
NSLog(@"内存地址：%@ 姓：%@ 名：%@ 性别：%@ 地址：%@",per1,per1.firstName,per1.lastName,per1.sex,per1.address);
NSLog(@"内存地址：%@ 姓：%@ 名：%@ 性别：%@ 地址：%@",per2,per2.firstName,per2.lastName,per2.sex,per2.address);
NSLog(@"内存地址：%@ 姓：%@ 名：%@ 性别：%@ 地址：%@",per3,per3.firstName,per3.lastName,per3.sex,per3.address);
NSLog(@"内存地址：%@ 姓：%@ 名：%@ 性别：%@ 地址：%@",per4,per4.firstName,per4.lastName,per4.sex,per4.address);
}
return 0;
}

输出结果为：

2016-05-24 21:05:01.511 设计模式之五原型模式[860:29812]内存地址：<Person:
0x1004001e0>姓：张名：一性别：男地址：山东省

2016-05-24 21:05:01.511 设计模式之五原型模式[860:29812]内存地址：<Person:
0x100400380>姓：张名：二性别：男地址：山东省

2016-05-24 21:05:01.511 设计模式之五原型模式[860:29812]内存地址：<Person:
0x1004003b0>姓：张名：三性别：男地址：山东省

2016-05-24 21:05:01.512 设计模式之五原型模式[860:29812]内存地址：<Person:
0x1004003e0>姓：张名：四性别：男地址：山东省

Program ended with exit code: 0
现在这个实例中只涉及了四个属性，偿若某一对象包含上百个属性之后，可想而知使用这种低质量代码的复杂程度，而使用原型模式之后，则变得相当轻松：

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "Person.h"
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
Person* per1 = [[Person alloc]initWithFirstName:@"张" andLastName:@"一" andSex:@"男" andAddress:@"山东省"];
Person* per2 = [per1 copy];
per2.lastName = @"二";
Person* per3 = [per1 copy];
per3.lastName = @"三";
Person* per4 = [per1 copy];
per4.lastName = @"四";
NSLog(@"内存地址：%@ 姓：%@ 名：%@ 性别：%@ 地址：%@",per1,per1.firstName,per1.lastName,per1.sex,per1.address);
NSLog(@"内存地址：%@ 姓：%@ 名：%@ 性别：%@ 地址：%@",per2,per2.firstName,per2.lastName,per2.sex,per2.address);
NSLog(@"内存地址：%@ 姓：%@ 名：%@ 性别：%@ 地址：%@",per3,per3.firstName,per3.lastName,per3.sex,per3.address);
NSLog(@"内存地址：%@ 姓：%@ 名：%@ 性别：%@ 地址：%@",per4,per4.firstName,per4.lastName,per4.sex,per4.address);
}
return 0;
}

输出结果如下：

2016-05-24 22:08:59.949 设计模式之五原型模式[980:44674]内存地址：<Person:
0x100103a80>姓：张名：一性别：男地址：山东省

2016-05-24 22:08:59.950 设计模式之五原型模式[980:44674]内存地址：<Person:
0x100105b90>姓：张名：二性别：男地址：山东省

2016-05-24 22:08:59.950 设计模式之五原型模式[980:44674]内存地址：<Person:
0x100105bc0>姓：张名：三性别：男地址：山东省

2016-05-24 22:08:59.950 设计模式之五原型模式[980:44674]内存地址：<Person:
0x100105bf0>姓：张名：四性别：男地址：山东省

Program ended with exit code: 0
可以看到，两次输出结果除内存地址（内存地址由运行时系统自动分配）外，完全相同。且使用原型模式后，只需要根据现有对象进行copy，创建出一个新的对象，将新对象中个别不同于原对象的属性更改即可。
以上为我个人对原型模式的简单理解，如有不到之处，敬请指正。

未完待续。。。