Swift中的iOS设计模式（一）

發表於   |   分類於   |  

iOS设计模式 - 大伙应该都听说过，但是有多少人真正的了解他们呢？虽然大多数开发者都认同设计模式的重要性，但是在实际开发中却并不怎么注意使用设计模式，而且关于设计模式的文章也是凤毛麟角，这更使得开发者无从下手去学习设计模式。

设计模式是一个处理软件设计中常见问题的解决方法，并可以重复使用。它向开发者提供了设计模板，使开发者更容易写出逻辑清晰、具有可复用性的代码。它还可以使代码具有松耦合性，能让开发者轻松的更新或替换项目中使用的组件。

在本教程中，大伙要开发一个音乐仓库应用，能显示你们收藏的专辑以及相关信息。

在开发过程中，大伙会逐渐掌握大多数通用的Cocoa设计模式：

  • 构建设计模式：Singleton。
  • 架构设计模式：MVC，Decorator，Adapter，Facade。
  • 行为设计模式：Observer，Memento。

千万不要认为该文章只是对设计模式理论上的讲解，大伙需要在你们的音乐仓库应用中运用到这些设计模式。你们的应用最终看起来大概是这个模样：

pic

准备开始

从这里下载初始项目，解压Zip文件，然后在Xcode中打开BlueLibrarySwift.xcodeproj工程。

在开始之前，有三件事需要大伙注意：

  • 在ViewController中有两个IBOutlet连接着Storyboard中的TableView和Toolbar。
  • 在Storyboard中的ViewController里含有三个组件，并且设置了AutoLayout布局约束。最上面的组件用来显示音乐专辑的封面。中间是一个TableView，用来显示与该专辑相关的信息。最下面是两个Toolbar按钮，一个是撤销操作按钮，另一个是删除选中专辑的按钮。你们的Storyboard看起来应该是下面这个样子：

pic

  • 在工程里还有一个HTTP Client类（HTTPClient），这个类目前是空的，但是你们在之后会充实它。

注意：你们知道吗，当你们创建了一个新的Xcode项目后，你们所编写的代码其实就已经在遵循一定的设计模式了，Model-View-Controller, Delegate, Protocol, Singleton这些设计模式统统可以免费使用哦。

在带你们深入了解第一个设计模式之前，你们需要创建两个类，用于存储和展示音乐专辑的数据。

点击菜单 File\New\File… （或者按下 Command+N 快捷键）。选择 iOS > Cocoa Touch Class ，点击 Next。设置该类的名称为 Album ，并让它继承 NSObject。最后选择语言为 Swift 然后点击 Next，最后点击 Create。

打开Album.swift文件，在Album类中定义如下属性：


var title : String!
var artist : String!
var genre : String!
var coverUrl : String!
var year : String!

然后添加一个初始化方法：


init(title: String, artist: String, genre: String, coverUrl: String, year: String) {
  super.init()
 
  self.title = title
  self.artist = artist
  self.genre = genre
  self.coverUrl = coverUrl
  self.year = year
}

这段代码为Album类创建了一个初始化方法，当你要创建一个新的专辑时你要通过这个初始化方法，传入专辑名称、演唱者、风格、专辑封面图片的URL以及年份这些属性。

接下来需要再添加一个方法：


func description() -> String {
  return "title: \(title)" +
   "artist: \(artist)" +
   "genre: \(genre)" +
   "coverUrl: \(coverUrl)" +
   "year: \(year)"
}

description()方法将专辑的这些属性拼成一个字符串，并返回。

我们再次通过刚才创建类的步骤创建一个名为AlibumView的类，注意该类要继承UIView。

打开AlbumView.swift文件，在该类中添加两个属性：


private let coverImage: UIImageView! 
private let indicator: UIActivityIndicatorView!

coverImage属性用来展示专辑封面，indicator是当正在下载封面图片时转动的菊花。

大伙注意，这里的两个属性分配了private访问级别，也就是说这两个属性只能在AlbumView.swift文件中使用，因为其他的类压根没有必要知道这两个属性的存在。（译者：其实这里用不用private都无所谓，因为咱们写的又不是library或者framework。）

接下来为AlbumView类添加初始化方法：


required init(coder aDecoder: NSCoder) {
  super.init(coder: aDecoder)
}
 
init(frame: CGRect, albumCover: String) {
  super.init(frame: frame)
  backgroundColor = UIColor.blackColor()
  coverImage = UIImageView(frame: CGRectMake(5, 5, frame.size.width - 10, frame.size.height - 10))
  addSubview(coverImage)
  indicator = UIActivityIndicatorView()
  indicator.center = center
  indicator.activityIndicatorViewStyle = .WhiteLarge
  indicator.startAnimating()
  addSubview(indicator)
}

由于UIView遵循了NSCoding，而AlbumView又继承了UIView，所以这里需要写一个NSCoder的初始化方法，但我们不会在这个方法中处理什么逻辑，所以调用super.init即可。

AlbumView真正的初始化方法是另外一个init方法，在这个方法中设置了一些默认的属性，比如将背景色设置为黑色、实例化了coverImage属性，并让它与父容器有5px的四周间距、实例化indicator并设置位置及风格。

最后再添加一个方法：


func highlightAlbum(#didHighlightView: Bool) {
  if didHighlightView == true {
    backgroundColor = UIColor.whiteColor()
  } else {
    backgroundColor = UIColor.blackColor()
  }
}

这个方法是专辑封面高亮开关，高亮时专辑封面背景色为白色，否则为黑色。

现在编译你们的工程，确保一切都没有问题，然后准备开始第一个设计模式的学习。

设计模式的王者 - MVC模式

pic

Model-View-Controller (MVC)设计模式是Cocoa框架的基石，毋庸置疑它是开发者们最常用的设计模式没有之一。它把应用中的对象按它们的角色进行分类，并鼓励开发者按这种角色分类创建项目目录，将代码放置在合适的位置，保证项目结构清晰明确。

顾名思义，MVC中有三种角色：

  • Model：这种对象保存应用程序的数据，并定义如何操作处理这些数据。比如之前你们创建的Album类就是一个Model对象。
  • View：这种对象主要负责Model对象的呈现，以及用户交互。基本上，由UIView衍生出的类都是View对象。在你们的音乐仓库应用中AlbumView就是一个View对象。
  • Controller：这种对象充当着应用程序的协调者，由它来协调所有的事情。它会访问Model对象的数据，然后展示在相应的View对象中；它也会监听用户在View对象上的交互，从而通知Model对象进行相应的数据操作等等。你们应用中的ViewController就是一个Controller对象。

下图可以很好的说明Model对象和View对象是如何通过Controller对象进行通信的：

pic

当Model对象的数据发生改变时，它会通知Controller对象，然后Controller对象更新对应的View对象上展示的数据。当用户在View对象进行了交互操作时，View对象会通知Controller对象，然后Controller对象会更新对应的Model对象中的数据。

你们可能会有这样的疑惑，为什么不把这些操作处理都写在Controller对象中呢，这样就不用通知来通知去的，不是更简单吗？

我告诉你们两个概念，你们就明白这样做的目的了，那就是低耦合性和高复用性。我举个例子，在一个应用中每个界面中的数据大多数是来自于多个Model对象，如果把View对象和Model对象绑定死了，那么就没法处理这种情况了。

拿咱们这个音乐仓库的应用来说，如果你们以后想做一个电影仓库或者图书仓库，你仍然可以使用AlbumView这个View对象来展示你的电影或者图书Model对象。假如你的电影仓库应用需要展示电影主题曲的一些信息，那么或许你就可以直接复用Album对象，因为Album对象不依赖于任何View对象。这就是MVC设计模式的强大之处。

如何使用MVC设计模式

首先，你要确保项目中每个类的功能，要么是Controller，要么是View，要么是Model。千万不要将两种角色混合于一个类，每个类只有单一的职责。不过，到目前为止，你们已经创建了标准的Model类Album和View类AlbumView。

其次，为了使项目目录结构清晰明了，以及能够更感官的实行MVC模式，你们需要在工程中创建三个文件组，来区分开这三种角色的文件。

通过File\New\Group（或同时按下Command+Option+N）在工程中创建一个名为 Model 的文件组，然后以同样的方式创建 View 文件组和 Model 文件组。

最后将 Album.swift 文件拖进Model文件组，将 AlbumView.swift文件拖进View文件组，将 ViewController.swift 文件拖进Model文件组。

此时，你们的项目目录结构应该是这样的：

pic

现在的项目结构看起来已然井然有序，当然你们还可以创建其他的文件组和类文件，但是要记住的是，Model、View、Controller这三个文件组是整个程序的核心所在。

现在项目结构已经理清楚了，接下来的工作就需要从某个地方获取到专辑的相关数据。你们可以创建一个名为API的类，用于负责整个应用的数据管理工作。并且将拉开你们要了解的下一个设计模式 – Singleton。

Singleton设计模式

单例模式使一个类在整个应用生命周期内只存在一个实例，并且有一个全局的方法来访问这个实例。在单例模式下，当第一次访问某个类的实例时，该类通常使用延迟加载的方式创建该类的单例。

注意： Apple在iOS和OSX中大量使用了单例模式，比如： NSUserDefaults.standardUserDefaults()， UIApplication.sharedApplication()， UIScreen.mainScreen()， NSFileManager.defaultManager()。

你们可能会有疑问，为什么我们要这么在意一个类有一个或多个实例？代码和内存现在是如此的廉价，不是么？

其实不然，有些情况下，确实只需要类实例化一次，且仅有一次。比如有这么一种情况，在一个应用的生命周期里，应用（Application）设备的主屏幕是只存在一份的，那么你当然希望应用和设备屏幕的实例有且只有一个。或者你需要一个全局的处理配置的类，这样能线程安全的访问配置文件，避免多个配置类同时访问一个配置文件。这些就是单例模式的好处所在。

如何使用Singleton设计模式

先看看下面这张图：

pic

上图是Logger的类图，从图中可以看出，Logger有一个instance属性以及sharedInstance和init两个方法。

当第一次调用sharedInstance方法时，instance属性还没有初始化，所以你会创建一个新的Logger类实例，并返回一个该实例的引用。

当再次调用sharedInstance方法时，instance属性会立即返回，并且不需要再进行任何实例化操作。这个逻辑就保证了Logger类的实例有且仅有一份。

你们将要通过Singleton设计模式，创建一个单例的类用于管理所有专辑的数据。

你们应该注意到了，在项目的目录结构中，有一个文件组叫做API，这个文件组里存放的类基本都是为应用提供服务的类。我们在这个文件组中创建一个名为 LibraryAPI 的类。

打开 LibraryAPI.swift 文件，添加如下代码：


//1
class var sharedInstance: LibraryAPI {
  //2
  struct Singleton {
    //3
    static let instance = LibraryAPI()
  }
  //4
  return Singleton.instance
}
  1. 创建一个类变量的计算属性。类变量类似Objective-C中的类方法，也就是说在任何时候你访问sharedInstance属性时，都不需要对LibraryAPI进行实例化，关于属性类型更多的知识请参阅Swift文档 – properties。
  2. 在类变量中内嵌一个结构体，名为Singleton。
  3. Singleton中包含一个名为instance的静态常量属性。用static申明属性意味着该属性只能存在一份。这里要注意的是Swift中的静态属性都会延迟加载，也就是说只有instance被使用时，才会初始化它。还要注意的一点是，一旦instance被初始化了，那么它就是一个常量属性，不会有第二次初始化的机会了。这就是Singleton模式的精髓所在。
  4. 返回该计算属性的值。

注意：如果想了解Swift中创建单例的其他方法请参阅这里：Github page。

你们现在已经有一个单例模式的对象，作为管理专辑数据的入口。接下来要更进一步，创建一个类，用于处理你们数据的持久性。

继续在 API 这个文件组中创建一个类，名为PersistencyManager，并让它继承NSObject类。

打开 PersistencyManager.swift 文件，申明一个属性：


private var albums = [Album]()

这里申明了一个private访问权限的变量属性，用于储存专辑数据。这个数组是可变数组，所以你们可以很轻松的增删专辑。

接下来我们在该类中添加如下初始化方法：


override init() {
  //Dummy list of albums
  let album1 = Album(title: "Best of Bowie",
         artist: "David Bowie",
         genre: "Pop",
         coverUrl: "http://www.coversproject.com/static/thumbs/album/album_david%20bowie_best%20of%20bowie.png",
         year: "1992")
 
  let album2 = Album(title: "It's My Life",
         artist: "No Doubt",
         genre: "Pop",
         coverUrl: "http://www.coversproject.com/static/thumbs/album/album_no%20doubt_its%20my%20life%20%20bathwater.png",
         year: "2003")
 
  let album3 = Album(title: "Nothing Like The Sun",
         artist: "Sting",
         genre: "Pop",
         coverUrl: "http://www.coversproject.com/static/thumbs/album/album_sting_nothing%20like%20the%20sun.png",
         year: "1999")
 
  let album4 = Album(title: "Staring at the Sun",
         artist: "U2",
         genre: "Pop",
         coverUrl: "http://www.coversproject.com/static/thumbs/album/album_u2_staring%20at%20the%20sun.png",
         year: "2000")
 
  let album5 = Album(title: "American Pie",
         artist: "Madonna",
         genre: "Pop",
         coverUrl: "http://www.coversproject.com/static/thumbs/album/album_madonna_american%20pie.png",
         year: "2000")
 
  albums = [album1, album2, album3, album4, album5]
}

在初始化方法中，你们可以构建一些专辑添加到albums数组中，这里我构建了5个专辑。

然后再添加几个方法：


func getAlbums() -> [Album] {
  return albums
}
 
func addAlbum(album: Album, index: Int) {
  if (albums.count >= index) { 
    albums.insert(album, atIndex: index)
  } else {
    albums.append(album)
  }
}
 
func deleteAlbumAtIndex(index: Int) {
  albums.removeAtIndex(index)
}

这些方法可以让你们方便的存、取、删除album数组中的专辑。

然后编译你们的项目，确保编译通过。此时大伙也许又有了疑问，我们应该如何使用PersistencyManager类呢？别着急，在下一节里，会向大家介绍 Facade 设计模式，届时你们就会明白LibraryAPI与PersistencyManager之间的关系，以及如何使用PersistencyManager了。

未完待续……

原文地址：Introducing iOS Design Patterns in Swift
分享到：