1. 开篇

1. 什么是设计模式?

在我们实际开发中通常会碰到一些特定问题,而这些问题可能会反复出现,设计模式的出现就是针对某一特定问题,提出的某一解决方案.
因为设计模式并不提供具体的代码实现,所以在各种语言之间设计模式都有通用性.
例如,面向对象设计模式通过类和对象来表述其中的关系和相互作用.

设计模式可以分成三个大类:

1. 结构模式(Structural design pattern): 主要关注于如何将类和对象组合成大的结构.例如,MVC,MVVM,外观模式(Facade).
2. 行为模式(Behavioral design pattern): 主要关注对象之间的通讯问题.例如,代理模式(Delegation),策略模式(Strategy),观察者模式(Observer).
3. 创建模式(Creational design pattern): 主要关注于怎样将类的实例化抽象出来.例如,建造者模式(Builder),单例模式(Singleton), 原型模式(Prototype).

2. 设计模式使用的优缺点

优点:

1. 设计模式可以用特定的方式去表述问题的解决方案,减少了开发者因为不同语言所产生的沟通成本.
2. 合理的使用设计模式有利于提高代码的可维护性.
3. 设计模式的通用性原则,可以使我们快速的应用到别的语言.

缺点:

1. 设计模式是用来解决特定场景下的问题,过度使用会使代码的可维护性变得很差.
2. 虽然设计模式有着通用性,但并不是所有的设计模式都是这样,也需要针对特定的语言去选择合理的设计模式.

3. 这个系列会涉及到的设计模式

• 基本的设计模式
  MVC、代理模式(Delegation Pattern)、策略模式(Strategy Pattern)、单例模式(Singleton Pattern)、备忘录模式(Memento Pattern)、观察者模式(Observer Pattern)、建造者模式(Builder Pattern)
• 不常用的设计模式
  MVVM、工厂模式(Factory Pattern)、适配器模式(Adapter Pattern)、迭代器模式(Iterator Pattern)、原型模式(Prototype Pattern)、状态模式(State Pattern)、多播代理模式(Multicast Delegate Pattern)、外观模式(Facade Pattern)
• 高级一点的设计模式
  享元模式(Flyweight Pattern)、中介者模式(Mediator Pattern)、组合模式(Composite Pattern)、命令模式(Command Pattern)、职责链模式(Chain of Responsibility)、装饰者模式(Decorator Pattern)

具体的细节请看后面分解.

4. 表述设计模式的工具 - 类图

大家都知道统一建模语言UML,它主要用来建模,为软件开发提供可视化的支持.当然了我们不需要关心这么多.我们只需要使用UML的类图来描述设计模式.

1.类图的描述

类

上图表示创建了一个Dog对象.

继承

空心箭头表示继承,我们一般使用Is a来表述继承

SheepDog is a Dog

上图表示SheepDog是Dog的子类.

属性

用实心箭头表示属性的指向.

Farmer有一条Dog.

我们可以用1 ... * 表示一对多的关系,上图表示Farmer有多条Dog.

这样就可以清楚的表示,Farmer有一条SheepDog,而SheepDog继承自Dog.

在名字前面加<<protocol>>表示协议

空心箭头加虚线表示遵守了某一个协议.

Farmer遵守了PetOwning这个协议.

Dog实现了这个协议.

上图就是综合以上的一个完整的类图.
思考下再看图:
交通工具有两个子类,一个是汽车,另一个是一个或多个轮子的交通工具.

教授是老师并且遵守了人这个协议.

类图到这里就说完啦,是不是很简单呢!下面开始正文

2. 基本的设计模式 - MVC

1.MVC概述

作为Cocoa框架的核心的MVC,顾名思义将所有的类分为三种类型:模型(Models)、视图(Views)、控制器(Controllers),用类图来解释就很形象生动.

MVC模式

• 模型(Models): 负责保存数据,通常是结构体或者类.
• 视图(Views): 负责展示屏幕上的元素和空间,通常是UIView的子类.
• 控制器(Controllers): 模型和视图之间的协调者,通常是UIViewController的子类.
  三者之间的关系:
  控制器负责管理模型和视图,一个控制器可以对应有多个模型和视图.控制器强引用着模型和视图,模型和控制器的交互通过属性观察器,视图跟控制器的交互通过IBActions.
  因为控制器通常负责特定的业务逻辑,所以MVC的重用性并不是那么好.

Swift tips: 属性观察器

   // 属性观察器
   var s = "whatever" { // s必须是变量
        willSet { // s变量被设置新值之前调用
            print("willSet: ", newValue) // 新的值
        }
        didSet { // 接收新值之后被调用
            print("didSet: ", oldValue) // 旧的值
        }
    }
    s = "hello"
    // willSet:  hello
    // didSet:  whatever
    
    // 注意点: willSet和didSet两种情况下不会调用: 初始化的时候,在didSet中改变变量的值的时候

2.MVC的使用

1.模型中的代码,包括四个属性:

public struct Address {
    public var street: String
    public var city: String
    public var state: String
    public var zipCode: String
}

2.视图中的代码:

public final class AddressView: UIView {
    
    @IBOutlet weak var streetTextField: UITextField!
    @IBOutlet weak var cityTextField: UITextField!
    @IBOutlet weak var stateTextField: UITextField!
    @IBOutlet weak var zipCodeTextField: UITextField

    @IBOutlet weak var addressLabel: UILabel!
}

注意:用AddressView替代了控制器中的view,好处是控制器只负责处理业务逻辑.

3.控制器中的代码:

class AddressViewController: UIViewController {
    
    // MARK: - Properties
    public var address: Address? { 
        didSet { // 属性观察器
            updateViewFromAddress()
        }
    }
    
    public var addressView: AddressView! { // 关联view
        guard isViewLoaded else {
            return nil
        }
        return view as! AddressView
    }

    // MARK: - View Lifecycle
    public override func viewDidLoad() {
        super.viewDidLoad()
        
    }
    
    private func updateViewFromAddress() {
        
        if let address = address {  // 可选类型解包
            addressView.addressLabel.text = "street: "+address.street+"\ncity: "+address.city+"\nstate: "+address.state+"\nzipCode: "+address.zipCode
        }else {
            addressView.addressLabel.text = "地址为空"
        }
    }
    
    // MARK: - Actions
    @IBAction public func updateAddressFromView(_ sender: AnyObject) {
        
        guard let street = addressView.streetTextField.text, street.count > 0,
            let city = addressView.cityTextField.text, city.count > 0,
            let state = addressView.stateTextField.text, state.count > 0,
            let zipCode = addressView.zipCodeTextField.text, zipCode.count > 0
            else {
                return
        }
        address = Address(street: street, city: city,
                          state: state, zipCode: zipCode)
    }
    
    @IBAction func clearAddressFromView(_ sender: Any) {
        
        address = nil
    }
}

4. StroyBoard中控制器对应的视图

5. 总结

控制器中的view交给视图去管理,控制器只负责处理视图的IBAction和自己的业务逻辑.在控制器中通过模型的属性观察器去监听模型的改变,从而更新视图.

3. 基本的设计模式 - 代理

1. 代理概述

代理最通俗的形容就是:叫别人帮我们做事.

代理模式有三部分:

• 协议实现对象: 就是帮我们做事的人,由代理对象去调用协议方法.为了避免循环引用,代理属性需要用weak去修饰.
• 代理协议: 定义了一些需要实现的方法,这些方法可以是可选的.
• 协议遵守对象: 也就是我们,由协议遵守对象去实现协议方法.
  代理和MVC一样被大量应用于Cocoa框架,最常见的就是tableView的代理和数据源方法了.

2. 代理的使用

1.协议实现方:

class MenuViewController: UIViewController {
    
   weak var delegate: MenuViewControllerDelegate?
    
    @IBOutlet weak var tableView: UITableView! {
        didSet {
            tableView.dataSource = self
            tableView.delegate = self
        }
    }
    
    let items = ["ITEMS 1", "ITEMS 2", "ITEMS 3", "ITEMS 4", "ITEMS 5", "ITEMS 6", "ITEMS 7", "ITEMS 8"]
    
    override func viewDidLoad() {
        super.viewDidLoad()
    }
}

extension MenuViewController: UITableViewDataSource {
    
    func tableView(_ tableView: UITableView, numberOfRowsInSection section: Int) -> Int {
        return items.count
    }
    
    func tableView(_ tableView: UITableView, cellForRowAt indexPath: IndexPath) -> UITableViewCell {
        let cell = tableView.dequeueReusableCell(withIdentifier: "Cell", for: indexPath)
        cell.textLabel?.text = items[indexPath.row]
        return cell
    }
}

extension MenuViewController: UITableViewDelegate {
    func tableView(_ tableView: UITableView, didSelectRowAt indexPath: IndexPath) {
        
        delegate?.menuViewController(self, didSelectItemAtIndex: indexPath.row, chooseItem: items[indexPath.row])
        
        // 可选链式调用,当有一个方法的返回值为nil,会导致整个链式调用失败
        delegate?.didSelectItemAtIndex?(indexPath.row)
        
        self.navigationController?.popViewController(animated: true)
    }
}

2.协议:

@objc protocol MenuViewControllerDelegate: class { // 限制协议实现的类型
    
    // 必须实现的方法
    func menuViewController(_ menuViewController: MenuViewController, didSelectItemAtIndex index: Int, chooseItem item: String)
    
    @objc optional func didSelectItemAtIndex(_ index: Int) // 可选方法
}

3.协议遵守方:

class ViewController: UIViewController {

    @IBOutlet weak var chooseLabel: UILabel!
    
    override func viewDidLoad() {
        super.viewDidLoad()
    }
    
    override func prepare(for segue: UIStoryboardSegue, sender: Any?) {
        guard let viewController = segue.destination as? MenuViewController else { return }
        
        viewController.delegate = self;
    }
}

extension ViewController: MenuViewControllerDelegate {
    func menuViewController(_ menuViewController: MenuViewController, didSelectItemAtIndex index: Int, chooseItem item: String) {
        
        chooseLabel.text = item
    }

    func didSelectItemAtIndex(_ index: Int) {   
        print(index)
    }   
}

4.总结

本篇主要讲了三个内容,如何用类图直观的表达设计模式,MVC模式的使用,代理模式的使用.

示例代码

参考:
The Swift Programming Language (Swift 4.1)
Objective-C编程之道
Design Patterns by Tutorials