设计模式之类簇Class Clusters

此设计模式是基于抽象工厂模式实现的，在OC的Foundation框架中有很多应用。

抽象基类封装了多个具体子类的实现，这种方式既简化了面向对象框架的可见结构，又保证了功能的丰富性。

没有类簇：理念简单，接口复杂

考虑设计一个类的层次结构，来存储（char/int/float/double）基础数据；由于这些数据存在一些共性，所以设计一个基类Number，有考虑到每种数据结构存储形式不同，所以生成了不同子类来具体实现这个功能；最终实现结构如下图所示：

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突然有一天，基础数据类型增加了一些新的类型，这个设计可能就变成了下面的样子：

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使用类簇：简单的理念，简单的接口

灰色部分为私有类，使用方只面向Number一个类，内部具体使用哪个子类来存储，依据抽象基类如何处理传入的实例。

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创建实例对象

在一个类簇中，抽象基类必须提供创建私有子类实例的方法，外部无法指定创建的实例类型

虽然，这种方式下，number并不是实例对象的真正类型，但是，以number作为对象的类型，可以简化操作。

具有多个公共基类的类簇

通常最简单的情况下，只有一个公开基类；但是，也会存在多个公开基类的情况。

在一个类簇中创建子类

类簇在简单性和可扩展性之间涉及到一个权衡：使用起来很简单，但是如果想要子类化对其扩展就不那么容易了，因此，类簇比较适用于不需要考虑子类化的情况。

如果一个类簇无法满足我们的需求，我们有两种方式可以使用：实现一个子类；创建一个组合类，内部使用类簇作为属性

子类化

类簇的子类：

• 必须是抽象基类的子类；
• 必须声明自己的存储空间；
• 必须重写基类的所有初始化方法；
• 必须重写所有原始方法（可以直接访问对象的实例变量的方法，这些方法是其他方法--派生方法实现的基础）

原始方法和派生方法的区分可以使子类化变得更简单，这个区别同样适用于初始化方法。

子类化示例

实现一个MonthArray，月份仅有12个月，且是固定，无需其他实例存储空间

@interface MonthArray : NSArray
+ monthArray;
- (unsigned)count;
- (id)objectAtIndex:(unsigned)index;
@end

@implementation MonthArray

static MonthArray *sharedMonthArray = nil;

static NSString *months[] = { @"January", @"February", @"March", @"April", @"May", @"June", @"July", @"August", @"September", @"October", @"November", @"December" };

+ monthArray {
    if (!sharedMonthArray) {
        sharedMonthArray = [[MonthArray alloc] init];
    }
    return sharedMonthArray;
}

- (unsigned)count {
    return 12;
}

- (id)objectAtIndex:(unsigned)index {
    if (index >= [self count]) {
        [NSException raise:NSRangeException format:@"***%s: index(%d) beyond bounds (%d)", sel_getName(_cmd), index,
            [self count] - 1];
    } else {
        return months[index];
    }
    return nil;
}
@end

组合对象

组合对象必须是类簇抽象基类的子类。

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组合对象示例

实现一个带验证的array，对常用的添加/删除等操作进行验证

@interface ValidatingArray : NSMutableArray {
    NSMutableArray *embeddedArray;
}

+ validatingArray;

- init;

- (unsigned)count;

- objectAtIndex:(unsigned)index;

- (void)addObject:object;

- (void)replaceObjectAtIndex:(unsigned)index withObject:object;

- (void)removeLastObject;

- (void)insertObject:object atIndex:(unsigned)index;

- (void)removeObjectAtIndex:(unsigned)index;

@end

@implementation ValidatingArray

- init {
    self = [super init];
    if (self) {
        embeddedArray = [[NSMutableArray alloc] init];
    }
    return self;
}

+ validatingArray {
    return [[self alloc] init];
}

- (unsigned)count {
    return [embeddedArray count];
}

- objectAtIndex:(unsigned)index {
    return [embeddedArray objectAtIndex:index];
}

- (void)addObject:object {
    if ([object isKindOfClass:NSNumber.class] && [object integerValue] > 10) {
        [embeddedArray addObject:object];
    }
}

- (void)replaceObjectAtIndex:(unsigned)index withObject:object {
    if (YES) {
        [embeddedArray replaceObjectAtIndex:index withObject:object];
    }
}

- (void)removeLastObject {
    if (YES) {
        [embeddedArray removeLastObject];
    }
}

- (void)insertObject:object atIndex:(unsigned)index {
    if (YES) {
        [embeddedArray insertObject:object atIndex:index];
    }
}

- (void)removeObjectAtIndex:(unsigned)index {
    if (YES) {
        [embeddedArray removeObjectAtIndex:index];
    }
}

@end