iOS设计模式 —— 类簇

前言

在 iOS 中，类簇的使用是比较普遍的，如 NSNumber，NSArray，NSString 等，属于 抽象工厂 模式的一种应用，隐藏了具体的实现类，只暴露出简单的接口。

NSNumber的类簇

这里以 NSNumber 为例。

假设我们要把 int, bool, float, double 等数据类型包装成类的形式，一般我们比较容易想到的是新建多个子类，如 NSNumberInt, NSNumberBool, NSNumberFloat, NSNumberDouble 等，加上其他一些数据类型，这样会导致有大量的子类，对开发者来说就得记住很多类名，很不友好。

Foundation 是通过 NSNumber 这个 类簇 来实现的：

+ (NSNumber *)numberWithInt:(int)value;
+ (NSNumber *)numberWithBool:(BOOL)value;
+ (NSNumber *)numberWithFloat:(float)value;
+ (NSNumber *)numberWithDouble:(double)value;
...

下面以 numberWithInt 为例，我们将 alloc 及 init 拆为两条语句，并跟 numberWithInt 对比：

id obj1 = [NSNumber alloc];
id obj2 = [obj1 initWithInt:1];
id obj3 = [NSNumber numberWithInt:1];
id obj4 = [NSNumber alloc];

结果如下：

UIImage

可以看到，alloc 方法返回的是 NSPlaceholderNumber 对象，init 及 numberWithInt 返回的才是 __NSCFNumber 对象。

这里加多了一句：

1	id obj4 = [NSNumber alloc];

会发现 obj4 的地址跟 obj1 是一样的，说明 alloc 方法实现了 对象复用：

对象复用 需要有个地方来存这些之前创建但又已经被“销毁”的对象；

这里的销毁不是真的销毁，是因为只是做记号，标记成销毁，但它实际还在“对象池”里，下次再初始化的时候，看看这个“对象池”里是否有已经创建的对象，有就直接用，没有再创建。

alloc 方法复用了 NSPlaceholderNumber 对象，那么就说明是在调用 init 或 initWithInt 等方法时才转化为 __NSCFNumber 的。

可以大致推测出如下方法：

1、生成静态 NSPlaceholderNumber 对象，实现对象复用：

static NSPlaceholderNumber *BuildPlaceholderNumber() {
    static NSPlaceholderNumber *instance;
    if (!instance) {
        instance = [[NSPlaceholderNumber alloc] init];
    }
    retrun instance;
}

2、NSNumber 类的大致实现

@interface NSNumber
@end

@implementation

+ (instancetype)alloc {
    return BuildPlaceholderNumber();
}

+ (NSNumber *)numberWithInt:(int)value {
    return [[NSNumber alloc] initWithInt:value];
}

@end

3、NSPlaceholderNumber 类的大致实现

@interface NSPlaceholderNumber
@end

@implementation NSPlaceholderNumber

- (instancetype)initWithInt:(int)value {
    if (self == BuildPlaceholderNumber()) {
        return [[__NSCFNumber alloc] initWithInt:value];
    }
}

@end

4、__NSCFNumber 类的大致实现

@interface __NSCFNumber: NSNumber
@end

@implementation __NSCFNumber

- (instancetype)initWithInt:(int)value {
    if (self = [super init]) {
        // do sth to init with int...
    }
    return self;
}

@end

这样就不会将其它类暴露出来，开发者只要关心 NSNumber 提供的类方法就可以愉快地构造一个 NSNumber 对象了。

自己写一个类簇

以上简单分析了 NSNumber 类簇，接下来我们自己写一个简单的类簇。

假设 Cat 有 BlackCat 及 WhiteCat 两种，其中黑猫喜欢睡觉，白猫喜欢玩。
当然了，我家的黄猫喜欢在我睡觉的时候找我玩…

// Cat.h  
typedef NS_ENUM(NSInteger, CatType) {
    CatTypeBlack,
    CatTypeWhite
};

@interface Cat : NSObject

+ (instancetype)catWithType:(CatType)type;

- (void)showHobby;

@end

// Cat.m

// BlackCat
@interface BlackCat: Cat

@end

@implementation BlackCat

- (void)showHobby {
    NSLog(@"%@'s hobby is: sleep", [self class]);
}

@end


// WhiteCat
@interface WhiteCat: Cat

@end

@implementation WhiteCat

- (void)showHobby {
    NSLog(@"%@'s hobby is: play", [self class]);
}

@end


// Cat
@implementation Cat
+ (instancetype)catWithType:(CatType)type {
    switch (type) {
        case CatTypeBlack:
        {
            return [[BlackCat alloc] init];
            break;
        }
        case CatTypeWhite:
        {
            return [[WhiteCat alloc] init];
            break;
        }
        default:
            break;
    }
}

- (void)showHobby {
    
}

@end

接下来我们就不用关心 BlackCat 或是 WhiteCat 这两个类，只需要传入一个 CatType 即可：

Cat *cat1 = [Cat catWithType:CatTypeBlack];
[cat1 showHobby]; // print: BlackCat's hobby is: sleep
    
Cat *cat2 = [Cat catWithType:CatTypeWhite];
[cat2 showHobby]; // print: WhiteCat's hobby is: play

类簇的其它应用

1、假设需要在 iOS6 及 iOS7 系统分别使用不同风格的图片，一般人是直接根据当前系统判断，这样会导致很多个 if else 语句，后期代码会很杂乱。

这时可以利用类簇，写一个基类（如 DemoImageView）及私有子类（DemoImageView_iOS6、DemoImageView_iOS7），统一在基类里去根据系统判断生成不同的子类即可（具体可以看这篇文章，这里不再详述）。

2、假设有2个页面，布局都一样，只是传入的数据不一样而已，这时也可以考虑使用类簇来解决。

总结

通过这次实际分析，对类簇这种设计模式有一种更深的了解。

另外也希望以后能在项目中熟练地运用各种设计模式，写出更加优雅的代码。

References From Sunny大神

2016-10-25 21:51
Aevit
深圳南山

摄影：Aevit 2016年8月茶卡盐湖

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NSNumber的类簇

自己写一个类簇

类簇的其它应用

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