内容简介:深入理解iOS设计模式
做 iOS开发也好几年了,记得自己刚入行时,对iOS 开发模式也是一知半解,后面项目做多了,以及看一些优秀书籍之后对他有了进一步的理解;发现自己写的代码中无形之中就用了很多的设计模式,只不过是不知道相应的 设计模式 术语而已,所以决定把自己做的项目中的一个小模块来写一篇iOS设计模式的文章,一是记录自己的学习;二是让入门者可以作为参考,来理解iOS设计模式。 设计模式是软件设计中常见问题的可重复使用的解决方案。 它们是旨在帮助您编写易于理解和重用的代码的模板。 它们还可以帮助您创建松散耦合的代码,以便您可以在代码中更改或替换组件,而不必太麻烦。 本文将通过一个小项目的形式来讲解iOS的设计模式。通过跟着我一步一步操作你将学到: 什么是设计模式;为什么要使用设计模式;以及怎样在自己的项目中使用合适的设计模式。 设计模式分为三大类:
- 构造模式:单例模式(Singleton),抽象工厂模式(Abstract Factory)等等;
- 结构模式:MVC,适配器模式(Adapter),外观模式(Facade),装饰模式(Decorator)等等;
- 行为模式:观察者(Observer),备忘录(Memento),命令模式(Command)。整个项目完成将会是如下效果图:
image.png
开始鲁代码
github上下载starter project,使用Xcode打开项目,这是一个新建的空项目,我将Main.storyboard给删除了,在appdelegate中使用代码设置window的rootViewController为ViewController;以及将books.json放入到了本地,模拟网络请求来的书籍数据(这部分涉及到公司的机密资源,所以只能这样模拟)。
1、使用快捷键Command+N,选择iOS->Swift File,并且命名为 Book
,新建一个 Book
结构体作为模型,并且编写如下代码。(在Objective-C我们一般是新建一个 Book
类作为模型,但是swift中官方推荐使用结构体,更加轻量级),此处我使用了JSONExport开源 工具 生成Book结构体,这是一个很强大的将json转化模型的Mac桌面应用。
struct Book { var bid: Int! var bookName: String! var isRead: Bool! var orientation: Int! var pic: String! /** * Instantiate the instance using the passed dictionary values to set the properties values */ init(fromDictionary dictionary: [String: Any]){ bid = dictionary["bid"] as? Int bookName = dictionary["book_name"] as? String isRead = dictionary["is_read"] as? Bool orientation = dictionary["orientation"] as? Int pic = dictionary["pic"] as? String } /** * Returns all the available property values in the form of [String:Any] object where the key is the approperiate json key and the value is the value of the corresponding property */ func toDictionary() -> [String:Any] { var dictionary = [String: Any]() if bid != nil{ dictionary["bid"] = bid } if bookName != nil{ dictionary["book_name"] = bookName } if isRead != nil{ dictionary["is_read"] = isRead } if orientation != nil{ dictionary["orientation"] = orientation } if pic != nil{ dictionary["pic"] = pic } return dictionary } }
当然在实际项目中swift的json解析我们还可以使用GitHub开源的SwiftyJSON,这个也很好用,使用这个就能够减少model类的创建,这个两种使用方式各有各的好吧。
2、Command + N,选择Cocoa Touch Class,命名为 BookView
作为 UICollectionView
的子类,language选择Swift;同样操作新建一个 BookCell
作为 UICollectionViewCell
的子类,在选择language上面勾选Also create XIB file。新建完毕之后记得在这两个类前面添加 final
修饰符(这里涉及到代码规范的内容,我后续将会写一篇这样的文章,苹果官方推荐那些些不会继承的类可以添加final修饰,这么做的好处是提高编译速度,当项目庞大的时候优势就明显了,我也深有体会)
MVC设计模式
Model View Controller(模型视图控制器)是我们所有设计模式中最常用的,他根据程序中的角色对对象进行分类,使代码干净分离,低耦合; Model: 保存程序的数据并且定义如何操作它的对象。本例子的Model是结构体 Book
; View: 负责程序UI视觉元素的表示以及与用户的交互响应,基本上所有的UIView及其子类都属于这一类;本例中的View是 BookView
; Controller: 控制器是View和Model之间的协调者,它访问模型中的数据,并且显示于视图,并且监听用户事件并根据需要操作数据;本例中的Controller是 ViewController
下图很好的显示了这三者之间的关系:
MVC
- 模型数据的变化会通知通知控制器,同时控制器就会更新视图上的数据;
- 当用户有操作交互时,视图也能通知控制器,于是控制器更新模型中的数据信息。有些人就会有疑问了,为什么不把所有的都写在一个类里面,直接在将视图和模型都写在控制器里面,这样操作起来很容易。我们都知道软件设计有个很重要的原则就是: 高内聚,低耦合 ,所以我们得考虑把代码分离和重用。理想情况下,视图应与模型完全分开。 如果View不依赖于Model的具体实现,则可以使用不同的模型重用其他数据。例如本例中的模型Book,因为不依赖任何视图类,所以可以很简单的重复使用。以及视图类BookView和BookCell,在将来要添加某个功能时完全可以复用,例如我做的真实项目中有个功能模块是书籍的本地下载页面,此时就完全可以复用整个视图类。
基于MVC,我将项目程序分为了三个group,使用快捷键Command+option+N新建三个group,并且命名为Model、View、Controller,同时将相应的源文件拖入相应的分组,如下图:
group分组
单例模式(The Singleton Pattern)
单例模式能够确保指定类只有一个实例,并且全局可以访问到该实例。苹果官方有大量使用这个模式,比如: UserDefaults.standard、UIApplication.shared、UIScreen.main
等等,但是, 单例也不能够滥用,因为单例一旦创建他的内存将存在于整个应用程序的一生,直到应用程序被关闭,内存才被释放 。本例中:BookAPI类是单例用来处理书籍数据
final class BookAPI: NSObject { private var persistencyManager: PersistencyManager private var httpClient: HTTPClient /// 单例 static let sharedInstance = BookAPI() override init() { // 线程安全 persistencyManager = PersistencyManager() httpClient = HTTPClient() super.init() } /// 返回书籍数量 /// /// - Returns: book数组 func getBooks() -> [Book] { return persistencyManager.books } /// 保存书籍数据 func saveBooks() { persistencyManager.saveBooks() } /// 删除指定位置的绘本 /// /// - Parameter index: index 0 func deleteBookAt(index: Int) { httpClient.postRequest(url: "delete/book", params: ["book_id": ""]) { (res) in if res { // 服务器删除成功,删除本地的绘本 persistencyManager.deleteBookAt(index: index) } else { print("删除绘本失败,请稍后再试") } } } }
外观模式(the Facade Pattern)
外观模式的形象例子
外观设计模式为复杂的子系统提供单一的接口,只公开一个简单统一的API,而不是将一组类及其API暴露给用户。
Facade Pattern
API的用户完全不知道下面的复杂性。 这种模式在使用大量类时非常理想,特别是当它们复杂使用或难以理解时。外观模式将使用系统的代码与您隐藏的类的接口和实现相分离; 它也减少了外部代码对子系统内部工作的依赖性。 如果外观下面的类改变,那么外部类可以保留相同的API。例如,如果您希望替换后台服务器地址,您将不必更改您的API的代码。在本例中如何使用外观设计模式:目前我们有 PersistencyManager
来获取本地书籍数据,保存书籍数据; HTTPClient
来处理网络请求。我们项目中的其他类将不会知道这个底层逻辑。如下图我们将在 BookAPI
暴露以下方法来供外部调用:
公共方法
而 persistencyManager、httpClient
为 BookAPI
的私有成员变量,不暴露给外部调用;
私有成员变量
装饰设计模式(The Decorator Design Patte)
装饰模式的形象例子
装饰设计模式可以在不修改其代码的情况下,动态地向对象添加行为和责任。 就扩展功能来说,装饰设计模式相比于生成子类更为灵活。在Objective-C中,这种模式有两种非常常见的实现: Category(类别)和Delegation(委派) 。swift中使用 extension 为相应的类添加扩展。以下三种情况考虑使用这一模式:
- 想要在不影响其他对象的情况下,移动台、透明的方式给单个对象添加职责;
- 想要扩张一个类的行为,却做不到。类定义可能被隐藏,无法进行子类话;或者对类的每个行为的扩展,为支持美中功能组合,将产生大量的子类;
- 对类的职责的扩展是可选的。
extension
本例中的book封面,后台返回的字段 "pic": "/image/20160826/d51285bb636281dce6974313eaf6f15d.png"
只是一个路径,前面的域名 https://xxxxxx-aliyun.firstleap.cn
需要我们这边统一拼接,同时我们使用的阿里云存储服务,有对图片进行处理(包括图片压缩,减少图片分辨率),且iPhone和iPad的处理还不一样。
我们对String添加一个扩展(oc中为category),File/New/File...,选择Swift File,命名为 String+Aliyun
,添加以下代码:
// 判断型号 let isPad = ( UI_USER_INTERFACE_IDIOM() == .pad) let fileHost = "https://xxxxxx-aliyun.firstleap.cn" extension String { func aliyunThumb() -> String { if isPad { return "\(fileHost)\(self)" + "!iPadThumb" } else { return "\(fileHost)\(self)" + "!thumb" } } }
Delegation
本例中的BookView作为UICollectionView的子类,有两个方法你必须实现,那就是
// 有多少个item public func collectionView(_ collectionView: UICollectionView, numberOfItemsInSection section: Int) -> Int // 每个item需要现实的信息内容 public func collectionView(_ collectionView: UICollectionView, cellForItemAt indexPath: IndexPath) -> UICollectionViewCell
这两个方法都是有BookView的代理ViewController中实现,苹果的UIKit中有很多都是代理委托模式( UITableView, UITextView, UITextField, UIWebView, UIAlert, UIActionSheet, UICollectionView, UIPickerView, UIGestureRecognizer, UIScrollView
)
ViewController中实现BookView的代理方法如下:
extension ViewController: UICollectionViewDataSource, UICollectionViewDelegate { func collectionView(_ collectionView: UICollectionView, numberOfItemsInSection section: Int) -> Int { return books.count } func collectionView(_ collectionView: UICollectionView, cellForItemAt indexPath: IndexPath) -> UICollectionViewCell { let cell = collectionView.dequeueReusableCell(withReuseIdentifier: "BookCell", for: indexPath) as! BookCell if indexPath.item > books.count - 1 { cell.coverName.isHidden = true cell.bookCover.isHidden = true cell.isReadImageView.isHidden = true } else { cell.coverName.isHidden = false cell.bookCover.isHidden = false cell.isReadImageView.isHidden = false cell.book = books[indexPath.item] } return cell } func collectionView(_ collectionView: UICollectionView, didSelectItemAt indexPath: IndexPath) { let alertVc = UIAlertController(title: "要删除这本绘本么", message: "", preferredStyle: .alert) let sureAction = UIAlertAction(title: "确定删除", style: .default, handler: { (_) in }) alertVc.addAction(sureAction) let cancelAction = UIAlertAction(title: "取消", style: .default, handler: nil) alertVc.addAction(cancelAction) present(alertVc, animated: true, completion: nil) } }
备忘录模式(The Memento Pattern)
顾名思义,备忘录模式用来保存当前程序退出时,当前上下文的文档的数据; 在不破坏封装的前提下,捕获一个对象的内部状态,并在该对象之外保存这个状态,这样以后就可以将该对象恢复到原先的保存状态。 当满足以下两个条件时需要考虑使用这一模式:
- 需要保存一个对象在某一时刻的状态,这样以后就可以恢复到先前的状态;
- 用于获取状态的接口会暴露细节,需要将其隐藏起来。
在本例中,我在cell的点击事件添加了删除绘本事件,用来删除被点击的书籍,具体代码如下:
func collectionView(_ collectionView: UICollectionView, didSelectItemAt indexPath: IndexPath) { let alertVc = UIAlertController(title: "要删除这本绘本么", message: "", preferredStyle: .alert) let sureAction = UIAlertAction(title: "确定删除", style: .default, handler: { (_) in BookAPI.sharedInstance.deleteBookAt(index: indexPath.item) // 发送删除绘本的请求 self.books = BookAPI.sharedInstance.getBooks() // 更新数据源 self.bookView?.deleteItems(at: [indexPath]) BookAPI.sharedInstance.saveBooks() // 保存最新数据,到本地,下次加载app,删除绘本不再显示 }) alertVc.addAction(sureAction) let cancelAction = UIAlertAction(title: "取消", style: .default, handler: nil) alertVc.addAction(cancelAction) present(alertVc, animated: true, completion: nil) }
内部的实现,封装在 PersistencyManager
对象中,真个思路就是,第一次启动加载budle中的资源(实际项目中需要加在服务器的数据),然后保存到沙河中,但数据有更新变动时也实时保存数据,整个代码如下:
let LibraryCacheDirectory = NSSearchPathForDirectoriesInDomains(.cachesDirectory, .userDomainMask, true).first! final class PersistencyManager: NSObject { var books = [Book]() override init() { super.init() let fileName = "\(LibraryCacheDirectory)/albums.bin" let fileurl = URL(fileURLWithPath: fileName) let bookdata = try? Data(contentsOf: fileurl) guard let data = bookdata else { // 本地沙河没有数据,所以需要加在bundle中的数据 setupBundleData() return } let json = try! JSONSerialization.jsonObject(with: data, options: .allowFragments) as? [Any] for b in json! { let book = Book(fromDictionary: b as! [String : Any]) books.append(book) } } private func setupBundleData() { let path = Bundle.main.path(forResource: "books", ofType: "json") let url = URL(fileURLWithPath: path!) do { let data = try Data(contentsOf: url) let json = try JSONSerialization.jsonObject(with: data, options: .allowFragments) as? [Any] print(data) // print(json) for b in json! { // print(b) let book = Book(fromDictionary: b as! [String : Any]) books.append(book) } print(books) saveBooks() } catch { print(error) } } func getBooks() -> [Book]{ return books } func saveBooks() { let fileName = "\(LibraryCacheDirectory)/albums.bin" let url = URL(fileURLWithPath: fileName) let bookDicts = books.map { (book) -> [String:Any] in book.toDictionary() } let data = try? JSONSerialization.data(withJSONObject: bookDicts, options: .prettyPrinted) try? data?.write(to: url) } func deleteBookAt(index: Int) { if index >= books.count { print("数组越界,没有此绘本书") return } books.remove(at: index) } }
感兴趣的可以在github上下载完整代码大家相互交流,整个项目只是我从实际项目中摘取出来的一个页面来讲解,而整个iOS设计模式的内容肯定址这么点内容,后续有时间我应该会更新代码讲解其他的设计模式。我的参考内容有:
- 图灵程序设计丛书Objective-C编程之道 iOS设计模式解析
- raywenderlich官网文章iOS Design Patterns
以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持 码农网
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