iOS應(yīng)用運(yùn)用設(shè)計模式中的Strategy策略模式的開發(fā)實例

更新時間：2016年03月30日 11:41:48 作者：國土梅花

這篇文章主要介紹了iOS應(yīng)用開發(fā)中對設(shè)計模式中的Strategy策略模式的運(yùn)用,例子采用傳統(tǒng)的Objective-C語言代碼演示,需要的朋友可以參考下

在寫程序的時候，我們經(jīng)常會碰到這樣的場景：把一堆算法塞到同一段代碼中，然后使用if-else或switch-case條件語句來決定要使用哪個算法？這些算法可能是一堆相似的類函數(shù)或方法，用以解決相關(guān)的問題。比如，一個驗證輸入數(shù)據(jù)的例程，數(shù)據(jù)本身可以是任何數(shù)據(jù)類型（如NSString、CGFloat等），每種數(shù)據(jù)類型需要不同的驗證算法。如果能把每個算法封裝成一個對象，那么就能消除根據(jù)數(shù)據(jù)類型決定使用什么算法的一堆if-else或switch-case語句。

我們把相關(guān)算法分離為不同的類，稱為策略模式。策略模式：定義一系列算法，把它們一個個封裝起來，并且使它們可相互替換。本模式使得算法可獨(dú)立于使用它的客戶端而變化。

    在以下情形下，我們應(yīng)該考慮使用策略模式。
    @：一個類在其操作中，使用多個條件語句來定義許多行為，我們可以把相關(guān)的條件分支移到它們自己的策略類中。
    @：需要算法的各種變體。
    @：需要避免把復(fù)雜的、與算法相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)暴漏給客戶端。

我們用一個簡單的例子來說明以下，策略模式是怎么使用的。假設(shè)有兩個UITextField，一個UITextField只能輸入字母，另一個UITextField只能輸入數(shù)字，為了確保輸入的有效性，我們需要在用戶結(jié)束文本框的編輯時做下驗證。我們把數(shù)據(jù)驗證放在代理方法textFieldDidEndEdting中。

如果不使用策略模式，我們的代碼會寫成這樣：

復(fù)制代碼代碼如下:

- (void)textFieldDidEndEditing:(UITextField *)textField {

    if (textField == self.numberTF) {

        // 驗證其值只包含數(shù)字

    }else if (textField == self.alphaTF) {

        // 驗證其值只包含字母

    }

}

要是有更多不同類型的文本框，條件語句還會繼續(xù)下去。如果能去掉這些條件語句，代碼會更容易管理，將來對代碼的維護(hù)也會容易許多。

現(xiàn)在的目標(biāo)是把這些驗證檢查提到各種策略類中，這樣他們就能在代理方法和其他方法之中重用。每個驗證都從文本框取出輸入值，然后根據(jù)所H需的策略進(jìn)行驗證，最后返回一個BOOL值。如果返回失敗，還會返回一個NSError實例。返回的NSError可以解釋失敗的原因。

我們設(shè)計一個抽象基類InputValidator，里面有一個validateInput:input error:error方法。分別有兩個子類NumberInputValidator、AlphaInputValidator。具體的代碼如下所示：

InputValidator.h中抽象InputValidator的類聲明

復(fù)制代碼代碼如下:

static NSString *const InputValidationErrorDomain = @"InputValidationErrorDomain";

@interface InputValidator : NSObject

/**

 *  實際驗證策略的存根方法

 */

- (BOOL)validateInput:(UITextField *)input error:(NSError *__autoreleasing *)error;

@end

這個方法還有一個NSError指針的引用，當(dāng)有錯誤發(fā)生時（即驗證失?。椒〞?gòu)造一個NSError實例，并賦值給這個指針，這樣使用驗證的地方就能做詳細(xì)的錯誤處理。

InputValidator.m中抽象InputValidator的默認(rèn)實現(xiàn)

#import "InputValidator.h"

復(fù)制代碼代碼如下:

@implementation InputValidator

- (BOOL)validateInput:(UITextField *)input error:(NSError *__autoreleasing *)error {

    if (error) {

        *error = nil;

    }

    return NO;

}

@end

我們已經(jīng)定義了輸入驗證器的行為，然后我們要編寫真正的輸入驗證器了，先來寫數(shù)值型的，如下：

NumberInputValidator.h中NumberInputValidator的類定義

復(fù)制代碼代碼如下:

#import "InputValidator.h"

@interface NumberInputValidator : InputValidator

/**

 *  這里重新聲明了這個方法，以強(qiáng)調(diào)這個子類實現(xiàn)或重載了什么，這不是必須的，但是是個好習(xí)慣。

 */

- (BOOL)validateInput:(UITextField *)input error:(NSError *__autoreleasing *)error;

@end

NumberInputValidator.m中NumberInputValidator的實現(xiàn)

復(fù)制代碼代碼如下:

#import "NumberInputValidator.h"

@implementation NumberInputValidator

- (BOOL)validateInput:(UITextField *)input error:(NSError *__autoreleasing *)error {

    NSError *regError = nil;

    NSRegularExpression *regex = [NSRegularExpression regularExpressionWithPattern:@"^[0-9]*$" options:NSRegularExpressionAnchorsMatchLines error:&regError];

    NSUInteger numberOfMatches = [regex numberOfMatchesInString:input.text options:NSMatchingAnchored range:NSMakeRange(0, input.text.length)];

    // 如果沒有匹配，就會錯誤和NO.

    if (numberOfMatches == 0) {

        if (error != nil) {

            // 先判斷error對象是存在的

            NSString *description = NSLocalizedString(@"驗證失敗", @"");

            NSString *reason = NSLocalizedString(@"輸入僅能包含數(shù)字", @"");

            NSArray *objArray = [NSArray arrayWithObjects:description, reason, nil];

            NSArray *keyArray = [NSArray arrayWithObjects:NSLocalizedDescriptionKey, NSLocalizedFailureReasonErrorKey, nil];

            NSDictionary *userInfo = [NSDictionary dictionaryWithObjects:objArray forKeys:keyArray];

            //錯誤被關(guān)聯(lián)到定制的錯誤代碼1001和在InputValidator的頭文件中。

            *error = [NSError errorWithDomain:InputValidationErrorDomain code:1001 userInfo:userInfo]; 

        }

        return NO;

    }

    return YES;

}

@end

現(xiàn)在，我們來編寫字母驗證的實現(xiàn)，代碼如下：

AlphaInputValidator.h中AlphaInputValidator的類定義

復(fù)制代碼代碼如下:

#import "InputValidator.h"

@interface AlphaInputValidator : InputValidator

- (BOOL)validateInput:(UITextField *)input error:(NSError *__autoreleasing *)error;

@end

AlphaInputValidator.m中AlphaInputValidator的實現(xiàn):

#import "AlphaInputValidator.h"

復(fù)制代碼代碼如下:

@implementation AlphaInputValidator

- (BOOL)validateInput:(UITextField *)input error:(NSError *__autoreleasing *)error {

    NSError *regError = nil;

    NSRegularExpression *regex = [NSRegularExpression regularExpressionWithPattern:@"^[a-zA-Z]*$" options:NSRegularExpressionAnchorsMatchLines error:&regError];

    NSUInteger numberOfMatches = [regex numberOfMatchesInString:input.text options:NSMatchingAnchored range:NSMakeRange(0, input.text.length)];

    // 如果沒有匹配，就會錯誤和NO.

    if (numberOfMatches == 0) {

        if (error != nil) {

            // 先判斷error對象是存在的

            NSString *description = NSLocalizedString(@"驗證失敗", @"");

            NSString *reason = NSLocalizedString(@"輸入僅能包字母", @"");

            NSArray *objArray = [NSArray arrayWithObjects:description, reason, nil];

            NSArray *keyArray = [NSArray arrayWithObjects:NSLocalizedDescriptionKey, NSLocalizedFailureReasonErrorKey, nil];

            NSDictionary *userInfo = [NSDictionary dictionaryWithObjects:objArray forKeys:keyArray];

            *error = [NSError errorWithDomain:InputValidationErrorDomain code:1002 userInfo:userInfo]; //錯誤被關(guān)聯(lián)到定制的錯誤代碼1002和在InputValidator的頭文件中。

        }

        return NO;

    }

    return YES;

}

@end

AlphaInputValidator也是實現(xiàn)了validateInput方法的InputValidator類型。它的代碼結(jié)構(gòu)和算法跟NumberInputValidator相似，只是使用了不同的正則表達(dá)式，不同錯誤代碼和消息?？梢钥吹絻蓚€版本的代碼有很多重復(fù)。兩個算法結(jié)構(gòu)相同，我們可以把這個結(jié)構(gòu)，我們可以把這個結(jié)構(gòu)重構(gòu)成抽象父類的模板方法（將在下一篇博客中，來進(jìn)行實現(xiàn)）。

至此，我們已經(jīng)寫好了輸入驗證器，可以在客戶端來使用了，但是UITextField不認(rèn)識它們，所以我們需要自己的UITextField版本。我們要創(chuàng)建UITextField的子類，其中有一個InputValidator的引用，以及一個方法validate。代碼如下：

CustomTextField.h中CustomTextField的類聲明

復(fù)制代碼代碼如下:

#import <UIKit/UIKit.h>

#import "InputValidator.h"

@interface CustomTextField : UITextField

@property (nonatomic, strong) InputValidator *inputValidator; //用一個屬性保持對InputValidator的引用。

- (BOOL)validate;

@end

CustomTextField有一個屬性保持著對InputValidator的引用。當(dāng)調(diào)用它的validate方法時，它會使用這個InputValidator引用，開始進(jìn)行實際的驗證過程。

CustomTextField.m中CustomTextField的實現(xiàn)

復(fù)制代碼代碼如下:

#import "CustomTextField.h"

@implementation CustomTextField

- (BOOL)validate {

    NSError *error = nil;

    BOOL validationResult = [_inputValidator validateInput:self error:&error];

    if (!validationResult) {

        // 通過這個例子也讓自己明白了，NSError的具體用法。

        UIAlertView *alertView = [[UIAlertView alloc]initWithTitle:[error localizedDescription] message:[error localizedFailureReason] delegate:nil cancelButtonTitle:@"確定" otherButtonTitles:nil, nil];

        [alertView show];

    }

    return validationResult;

}

@end

validate方法向inputValidator引用發(fā)送了[_inputValidator validateInput:self error:&error]消息。CustomTextField無需知道使用的是什么類型的InputValidator以及算法的任何細(xì)節(jié)，這就是策略模式的好處。對于客戶端使用來說，只需要調(diào)用validate方法就可以了。因此在將來如果添加了新的InputValidator,客戶端不需要做任何的改動的。

下面，我們看下客戶端是怎么使用的，代碼如下。

復(fù)制代碼代碼如下:

#import "ViewController.h"

#import "CustomTextField.h"

#import "InputValidator.h"

#import "NumberInputValidator.h"

#import "AlphaInputValidator.h"

@interface ViewController () <UITextFieldDelegate>

@property (weak, nonatomic) IBOutlet CustomTextField *numberTF;

@property (weak, nonatomic) IBOutlet CustomTextField *alphaTF;

@end

@implementation ViewController

復(fù)制代碼代碼如下:

- (void)viewDidLoad {

    [super viewDidLoad];

    InputValidator *numberValidator = [[NumberInputValidator alloc] init];

    InputValidator *alphaValidator = [[AlphaInputValidator alloc] init];

    _numberTF.inputValidator = numberValidator;

    _alphaTF.inputValidator = alphaValidator;

}

- (void)didReceiveMemoryWarning {

    [super didReceiveMemoryWarning];

    // Dispose of any resources that can be recreated.

}

#pragma mark - UITextFieldDelegate

- (void)textFieldDidEndEditing:(UITextField *)textField {

    if ([textField isKindOfClass:[CustomTextField class]]) {

        [(CustomTextField *)textField validate];

    }

}

@end

可以看出，我們不需要那些條件語句了，相反，我們使用一條簡潔得多的語句，實現(xiàn)同樣的數(shù)據(jù)驗證。除了上面多了一條確保textField對象的類型是CustomField的額外檢查之外，不應(yīng)再有任何復(fù)雜的東西。

Strategy模式有下面的一些優(yōu)點(diǎn)：
1) 相關(guān)算法系列 Strategy類層次為Context定義了一系列的可供重用的算法或行為。繼承有助于析取出這些算法中的公共功能。
2) 提供了可以替換繼承關(guān)系的辦法：繼承提供了另一種支持多種算法或行為的方法。你可以直接生成一個Context類的子類，從而給它以不同的行為。但這會將行為硬行編制到 Context中，而將算法的實現(xiàn)與Context的實現(xiàn)混合起來,從而使Context難以理解、難以維護(hù)和難以擴(kuò)展，而且還不能動態(tài)地改變算法。最后你得到一堆相關(guān)的類 , 它們之間的唯一差別是它們所使用的算法或行為。將算法封裝在獨(dú)立的Strategy類中使得你可以獨(dú)立于其Context改變它，使它易于切換、易于理解、易于擴(kuò)展。
3) 消除了一些if else條件語句：Strategy模式提供了用條件語句選擇所需的行為以外的另一種選擇。當(dāng)不同的行為堆砌在一個類中時 ,很難避免使用條件語句來選擇合適的行為。將行為封裝在一個個獨(dú)立的Strategy類中消除了這些條件語句。含有許多條件語句的代碼通常意味著需要使用Strategy模式。
4) 實現(xiàn)的選擇 Strategy模式可以提供相同行為的不同實現(xiàn)?？蛻艨梢愿鶕?jù)不同時間 /空間權(quán)衡取舍要求從不同策略中進(jìn)行選擇。

Strategy模式缺點(diǎn):

1)客戶端必須知道所有的策略類，并自行決定使用哪一個策略類: 本模式有一個潛在的缺點(diǎn)，就是一個客戶要選擇一個合適的Strategy就必須知道這些Strategy到底有何不同。此時可能不得不向客戶暴露具體的實現(xiàn)問題。因此僅當(dāng)這些不同行為變體與客戶相關(guān)的行為時 , 才需要使用Strategy模式。
2 ) Strategy和Context之間的通信開銷：無論各個ConcreteStrategy實現(xiàn)的算法是簡單還是復(fù)雜, 它們都共享Strategy定義的接口。因此很可能某些 ConcreteStrategy不會都用到所有通過這個接口傳遞給它們的信息；簡單的 ConcreteStrategy可能不使用其中的任何信息！這就意味著有時Context會創(chuàng)建和初始化一些永遠(yuǎn)不會用到的參數(shù)。如果存在這樣問題 , 那么將需要在Strategy和Context之間更進(jìn)行緊密的耦合。
3 )策略模式將造成產(chǎn)生很多策略類：可以通過使用享元模式在一定程度上減少對象的數(shù)量。增加了對象的數(shù)目 Strategy增加了一個應(yīng)用中的對象的數(shù)目。有時你可以將 Strategy實現(xiàn)為可供各Context共享的無狀態(tài)的對象來減少這一開銷。任何其余的狀態(tài)都由 Context維護(hù)。Context在每一次對Strategy對象的請求中都將這個狀態(tài)傳遞過去。共享的 Strategy不應(yīng)在各次調(diào)用之間維護(hù)狀態(tài)。

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