1 前言
在許多面向對象的應用程序中，有些對象的創建代價過于大或者過于復雜。要是可以重建相同的對象并作輕微的改動，事情會容易許多。我們可以通過輕微的改動重用已有的對象，以適應程序中的特定情況。今天我們就來學習一下該模式。
2 詳述
2.1 定義
應用于“復制”操作的模式成為原型（Prototype）模式。復制（cloning）指用同一模具生產一系列的產品。模具所基于的物品稱為原型。盡管產品是用同一模具復制的，但是某些屬性，如顏色與尺寸，可以稍有不同，但是他們還是屬于同一類。
2.2 何時是用原型模式
（1）需要創建的對象應獨立于其類型與創建方式。
（2）要實例化的類是在運行時決定的。
（3）不想要與產品層次相對應的工廠層次。
（4）不同類的實例間的差異僅是狀態的若干組合。因此復制相應數量的原型比手工實例化更加方便。
（5）類不容易創建，比如每個組件可以把其他組件作為子節點的組合對象。復制已有的組合對象并對副本進行修改會更加容易。
此模式的最低限度是生成對象的真實副本，以用作同一環境下其他相關事物的基礎（原型）。
2.3 淺復制與深復制
深復制就是開辟新內存實現真正的內存復制, 淺復制, 只復制指針, 堆內存不變. 在我們設計系統時, 有時一些對象需要根據用戶操作完成拷貝備份等操作, 這時候, 如果再去按照原來的方法初始化一遍對象就會帶來一些不便和問題:
(1)該對象的某些屬性是在用戶操作過程中產生的, 不能夠僅憑一個initXXX方法賦值;
(2)常規賦值太過麻煩, 而且破壞封裝.
這時候原型模式的優勢便體現出來了。
3.Demo
首先創建一個Player類, 擁有2個屬性highestLevel和currentLevel, 同時提供2個public方法修改這2個屬性. 代碼如下:
@interface Player : NSObject <NSCopying>
/**
* update player's current level during game
*
* @param level
*/
- (void)updateCurrentLevel:(NSInteger)level;
/**
* update player's highest level during game
*
* @param level
*/
- (void)updateHighestLevel:(NSInteger)level;
@end
最為關鍵的是Player需要實現NSCopying協議:
#pragma mark - Override
- (instancetype)copyWithZone:(NSZone *)zone
{
Player *copyPlayer = [[[self class] allocWithZone:zone] init];
copyPlayer.highestLevel = self.highestLevel;
copyPlayer.currentLevel = self.currentLevel;
return copyPlayer;
}
這里大家看到NSZone類型, 這是個什么類型呢? 其實它是一個結構體, 是為了防止內存碎片化而引入的一個結構. NSZone會根據你想要開辟的內存大小來分配內存, 提高內存管理. 然而官方的Programming with ARC Release Note也指出， 目前的runtime系統忽略了區域的概念，因為本身的內存管理已經非常有效率，使用Zone反而會降低內存使用，訪問效率, 增加源代碼復雜度等.所以一般不使用NSZone， 而在這個例子中， 雖說使用了allocWithZone的方法, 但是我們進去看源代碼則會發現: Apple其實還是用一般的初始化方法代替了原來的Zone開辟:
#pragma mark - Override
- (instancetype)copyWithZone:(NSZone *)zone
+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone OBJC_SWIFT_UNAVAILABLE("use object
initializers instead");
原型設計模式基本就是這些, 當然我們的Player類可以變成一個接口, 讓子類去實現, 更好的體現面向接口編程.
結果:
2015-09-18 21:30:32.072 DP_Prototype[1173:280693] <Player: 0x14d513f60>2015-09-18 21:30:32.073 DP_Prototype[1173:280693] <Player: 0x14d5337e0>
在其他文件調用copy方法, 即可看到系統為我們新開辟的一塊內存, 引用計數為1.
4.Cocoa Touch框架中的對象復制
CocoaTouch框架為NSObject的派生類提供了實現深復制的協議。NSObject的子類需要實現NSCopying協議及其方法--（id）copyWithZone:(NSZone *)zone。NSObject有一個實例方法叫做（id）copy。默認的copy方法調用[selfcopyWithZone:nil]。對于采納了NSCopying協議的子類，需要實現這個方法，否則將引發異常。IOS中，這個方法保持新的副本對象，然后將其返回。此方法的調用者需要負責釋放返回的對象。
深復制的技巧在于：保證確實復制了內存中的資源，而不只是指指針。
