工厂设计模式的探讨——iOS类簇的应用分析

摘要: 软件的设计模式如同高楼的设计蓝图，优秀巧妙应用设计模式可以使编码者更加轻松，软件的架构也会更加合理，这篇博客主要探讨工厂设计模式，iOS中的类簇，就是工厂模式的一种实现。

工厂设计模式的探讨——iOS类簇的应用分析

一、何为设计模式

什么是设计模式，先来看段度娘的话：

设计模式（Design pattern）是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。 毫无疑问，设计模式于己于他人于系统都是多赢的；设计模式使代码编制真正工程化；设计模式是软件工程的基石脉络，如同大厦的结构一样。

其实我们不需要这么专业，在我的理解，设计模式就是一种规范化的编程习惯，养成了这样的思想与习惯，对我们的代码，总是有好处了。

二、工厂设计模式

首先，工厂设计模式是创建对象的一种设计模式，一个严格意义上的工厂设计模式应该是一个纯虚的构造方法。由子类进行具体对象的创建，我们可以这样理解：现在有一个珲少牌制造工厂，这个工厂可以制造多种交通工具，我大胆一些，假设它可以制造飞机，轮船。小汽车，公交车，出租出和自行车，那么，这些不同的车种虽然功能和大类别统一，但是他们的个体差异也是天地之别，就比如我飞机一小时可以飞5000公里，自行车拼死了劲也不一定能骑20公里。所以，如果珲少这个大工厂要生产他们，也不可能把他们放在一起生产。一个比较明智的决定是，开立分厂，比如珲少飞机工厂专门生产飞机，珲少自行车工厂专门生产自行车。

好了，如果将我们这种人类世界的思维运用于程序世界，那么我们可以通过工厂的这种思维方式来将一些大类抽象为工厂，通过定义接口或者说是定义虚函数来规范这个大工厂的生产规模和流程，由其子类来具体实现这些方法，也就是由一个个小的分厂来明确的生产我们需要的东西。这就是工厂设计模式的基本思路。

三、工厂的设计模式有什么用

许多开发者或许并不在意设计模式这个东西，我们可能会想，我实现我的功能就可以了，你管我怎么设计呢。在这篇博客的开头就说到，在我理解中，设计模式就是一种编程习惯和规范，更是一种众多开发者摸索出来的经验，这就像农业上的套种间种和你随便种，哪一种效率高，收成好，不言而喻。那么在软件设计中，工厂模式的应用在哪呢？

我们先来体验一下在iOS开发中，一些使用工厂设计模式的系统类为我们带来的便捷之处：

1、认识一个名词 类簇

在iOS的Foundation框架中，类簇是一种常用的设计模式，他将一些相近的，私有的，具体的子类组合在一个实体的抽象类下面，我称这个抽象类为实体的，是因为和我们交互的接口承载者，就是这个抽象大类。我们平时常用的三大类，NSString,NSArray,NSDictionary都是类簇，我们通过他们创建的对象都是其子类对象的实例化，并不是他本身的实例化，我们还通过上面的例子来理解，我买了一辆珲少小汽车，这两汽车的生产实际是在珲少汽车工厂生产的，但是我个人会依然认为，这是珲少工厂出产的汽车。我们可以通过打印类名来验证：

NSString * str = [[NSString alloc]initWithCString:"2" encoding:0];
NSLog(@"%@",[str class]);

结果如下：



可以看到，真实的对象是NSString的子类__NSCFString进行实例化的。

2.这样设计的优势在哪

如果你通过NSString的事例还是无法体会到类簇，也就是工厂设计模式的优势，那么下面这个例子你一定经常遇到:NSNumber。我们在创建数字对象的时候，通常会这样考虑，如果是int值，我需要一个IntNumber的类，float值，我需要一个FloatNumber类，如果foundation框架真这么设计的话，那么你现在就痛苦了，你不仅要记住好多这样相似的类，调用方法时也要相应的对象调其内的方法，这使开发者的开发变得更加繁琐，并且对于开发者来说，我并不需要知道具体我创建了什么类，我只是想让他完成既定的方法。说的更通俗一点，还是上面的制造工厂，使用者并不在乎具体这个交通工具是哪个地方生产出来的，只要它价钱和速度都是使用者预期的结果就好了。

3.工厂设计模式的应用

通过上面的分析，我们大致可以总结出工厂这种设计模式的应用场景：

（1）当一个类并不知道要创建的具体对象是什么，交由子类处理

（2）当一些类有相似的行为和结构，只是具体实现不同时，可以抽象出工厂

（3）使用者并不在乎具体类型，只在乎接口约定的行为，并且这种行为有个体差异

四、在iOS中模拟一个工厂

同样是上面的例子，我们来用代码模拟一下：

首先，我们创建一个抽象的工程类，在其中创建一些私有的子类：

#import <Foundation/Foundation.h>
//交通工具的枚举
typedef enum {
car,
boat,
airport,
bycicle,
bus,
taxi
}ToolsName;
//代理

@protocol TransPortationDelegate <NSObject>

-(void)toHome:(Class)class;

@end
//抽象工厂类

@interface TramsPortationFactory : NSObject
+(TramsPortationFactory*)buyTool:(ToolsName)tool;
//共有的方法接口

-(int)shouldPayMoney;
-(void)run;
@property(nonatomic,strong)id<TransPortationDelegate>delegate;
@end
//具体实现的子类
@interface CarFactory : TramsPortationFactory

@end
@interface BoatFactory : TramsPortationFactory

@end
@interface AirportFactory : TramsPortationFactory

@end
@interface BycicleFactory : TramsPortationFactory

@end
@interface TaxiFactory : TramsPortationFactory

@end
@interface BusFactory : TramsPortationFactory

@end

实现文件如下：

#import "TramsPortationFactory.h"

@implementation TramsPortationFactory
//实现的创建方法
+(TramsPortationFactory*)buyTool:(ToolsName)tool{
switch (tool) {
case car:
return [[CarFactory alloc]init];
break;
case airport:
return [[AirportFactory alloc]init];
break;
case bycicle:
return [[BycicleFactory alloc]init];
break;
case boat:
return [[BoatFactory alloc]init];
break;
case taxi:
return [[TaxiFactory alloc]init];
break;
case bus:
return [[BusFactory alloc]init];
break;
default:
break;
}
}

-(int)shouldPayMoney{
return 0;
}
-(void)run{
[self.delegate toHome:[self class]];
}
@end
//各自类实现具体的行为
@implementation CarFactory
-(int)shouldPayMoney{
return 50;
}
-(void)run{
[super run];
NSLog(@"car to home");
}
@end
@implementation AirportFactory
-(int)shouldPayMoney{
return 1000;
}
-(void)run{
[super run];
NSLog(@"fly to home");
}
@end
@implementation BoatFactory
-(int)shouldPayMoney{
return 300;
}
-(void)run{
[super run];
NSLog(@"boat to home");
}
@end
@implementation BusFactory
-(int)shouldPayMoney{
return 10;
}
-(void)run{
[super run];
NSLog(@"bus to home");
}
@end
@implementation BycicleFactory
-(int)shouldPayMoney{
return 0;
}
-(void)run{
[super run];
NSLog(@"run to home");
}
@end
@implementation TaxiFactory
-(int)shouldPayMoney{
return 100;
}
-(void)run{
[super run];
NSLog(@"go to home");
}
@end

这样，我们的一个生产工厂就完成了，在外面，我们只需要知道一个类，我们的抽象父类，就可以实现个子类的行为，示例如下：

- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
TramsPortationFactory * tool = [TramsPortationFactory buyTool:car];
tool.delegate=self;
[tool run];
NSLog(@"花了:%d钱",[tool shouldPayMoney]);
TramsPortationFactory * tool2 = [TramsPortationFactory buyTool:airport];
tool2.delegate=self;
[tool2 run];
NSLog(@"花了:%d钱",[tool2 shouldPayMoney]);

}
-(void)toHome:(Class)class{
NSLog(@"%@",NSStringFromClass(class));
}

可以看到，对于开发者，我们并不知晓CarFactory类的存在，我们只需要通过TramsPortationFactory类，就能够操作各种交通工具，达到我们的需求。

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