设计模式

创建型设计模式

创建型设计模式通常是五种。简单工厂模式是工厂模式的简化，使用频繁，所以单独拿出来。

关键对比维度：

1. 灵活性：建造者 > 工厂方法 > 单例
2. 复杂度：抽象工厂 > 建造者 > 原型
3. iOS集成度：单例 > 工厂方法 > 原型
4. 适用场景：
   • 简单全局访问 → 单例
   • 多态对象创建 → 工厂方法
   • 复杂参数配置 → 建造者

零.简单工厂模式

简单工厂模式提供了一个创建对象的接口，根据传入参数决定返回实例。

应用

比如苹果系统里：

[UIImage imageNamed:"icon"];
[UIImage imageWithContentsOfFile:path];

优点：将对象的创建使用分离，减低耦合。
缺点：新增产品类的时候，会改动工厂的创建细节，违反了开闭原则。

Apple使用的基本都是简单工厂模式，更简洁简单。

一.工厂方法模式

工厂方法模式将对象的实例化交给子类实现，通过父类方法调用，子类决定返回哪个对象。（抽象工厂类+多个具体工厂类+多个产品类）
比如苹果系统里的NSCoder,具体提供了NSKeyedArchiver以及NSArchiver等几种方式编码解码。
比如cellForRow,可以返回不同的Cell.
典型第三方应用：CTMediator
通过字符串+消息转发的方式，将vc的创建交给各自的模块，统一返回uiviewcontroller。体现工厂方法的核心精神：延迟决定具体类型，对客户隐藏创建细节，便于扩展。
（根据target找到对应的类，实例化对象，调用其action方法。每个模块都有自己的target类和action方法的具体实现。）
不完全是工厂模式的原因，没有使用传统的protocol定义接口，而是使用target+action的字符串映射方式。
实际应用：
比如点击一个按钮，可能根据逻辑的不同创建不同的子VC。子类封装详细的创建过程，决定返回哪个对象。而对外是统一的viewController。

OC强大的runtime，分类和block常用来解耦。所以更多的是简单工厂模式。纯粹的工厂方法模式需要额外的子类，优点重，开源库里并不多。

二.抽象工厂模式

创建一系列相关或者相互依赖对象的接口，无需指定具体的类。（满足开闭原则，对扩展开放，对修改关闭）
比如苹果系统里:
Apple提供了一个抽象的外功工厂机制，让我们可以根据不同环境统一创建，配置一整套控件外观。
抽象工厂：UIAppearance。
具体工厂：UITraitCollection
抽象产品: 遵循的控件
具体产品：UILabel,UIButton
核心：统一生产/配置一整套互相关联的UI样式对象。
通过UIAppearance的接口操作各个具体控件。

三.单例模式

确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。适用于全局唯一，统一管理，系统服务类。
苹果系统里：
全局状态共享：UserDefaults，UIApplication
系统统一管理：NotificationCenter，URLSession
资源复用，避免重复实例化：FileManager，AVAudioSession
优点：不用重复创建，任何地点访问。
缺点：滥用，内存升高，错误修改，可能耦合度高，测试困难。

由于存在经典问题：
优化一：依赖注入
将单例变为普通实例，需要的地方创建单例并通过依赖注意方式（指定满足某个协议，该单例实现了此协议）传入，然后在内部使用。

四.建造者模式

将复杂对象的构建与其表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。
优点：分不构造复杂对象，更好的封装性
缺点：多个类，代码复杂
苹果系统：
UIAlertController的使用。
分步创建title,actions,最后present出去。
实际应用：
比如项目的各种配置，比如多段动画的组合。

原型模式

通过复制现有的对象来创建新对象，而不是通过传统的新建类实例的方式。在 iOS 开发中，原型模式主要通过 NSCopying 协议实现。
优点：避免复杂初始化过程，更高效。
缺点：需要注意深拷贝与浅拷贝。
实际使用：
比如富文本模式。可以创建一个消息模板，指定颜色字体等等。后续只需要copy再修改文字即可，避免初始化代价高。

结构型设计模式

关键对比维度：

1. 接口转换能力：适配器 > 外观 > 代理
2. 结构灵活性：组合 > 桥接 > 装饰器
3. 性能优化：享元 > 代理 > 外观
4. iOS集成度：装饰器(Category) > 代理(Delegate) > 组合(UIView)

使用建议：

• 接口兼容 → Protocol+适配器类（适配器）
• 多维度扩展 → Category+组合对象（装饰器）
• 复杂系统封装 → 统一管理器类（外观）
• 性能敏感场景 → 对象池/缓存（享元）

一.代理模式

代理模式是一种对象之间一对一通信方式，一个对象将某些事情的决策权、执行权交给另一个对象去完成。
优点：解耦，灵活，职责清晰。
典型的代表就是UITableViewDelegate，UITableViewDataSource

二.适配器模式

用于将一个类的接口转换成客户端期望的另一种接口，让原本不兼容的两个类可以协同工作。
比如：
对已有的老的不兼容的就旧接口做统一适配，包装成新接口，就是适配器模式。
典型：
不同平台登陆适配，不同平台支付适配。swift与OC代码桥接。
典型第三方应用：AFNetworking
AFNetworking中，AFURLSessionManager对NSURLSession的代理方法进行了适配，转换成了block的回调方式，并且统一管理task与回调的关联

典型适配器，把代理适配成了block
原接口：NSURLSession代理方法(delegate)
目标接口：block回调形式

三.外观模式

为复杂子系统提供一个统一的、高层的对外接口，让外部代码不需要直接依赖子系统的复杂实现，达到简化调用、解耦依赖的目的。
（简单说：为复杂的内部系统提供一个门面）
系统应用：
UIApplication就是系统的门面，包含时间分发，状态窗口管理等等。
实际应用：
将项目作为SDK提供给客户使用时，统一提供Interface类供客户使用。简化使用，隐藏内部复杂细节，是典型的外观模式。

AFNetworking中使用NSURLSessionManager对NSURLSession的封装体现了适配器设计模式的使用。而使用AFHTTPSessionManager统一封装了请求，序列化，错误处理等子系统，提供了简化统一的对外接口，则体现了外观模式的设计模式。

四.桥接模式

将抽象部分与实现部分分离，是他们可以独立变化，通过桥接类再它们之间建立连接。方便替换。
系统应用：
UIView和CAlayer。
UIView是抽象层，负责响应，布局，事件等。CALayer是实现层，负责绘制，动画等。
UIView内部组合CALayer，形成灵活的桥接结构。
举例：

CAShapeLayer *shapeLayer = [CAShapeLayer layer];
//对shapeLayer进行各种操作
...
...
UIView *customView = [[UIView alloc] initWithFrame:frame];
[customView.layer addSublayer:shapeLayer];

view和layer独立实现，灵活组合。
典型第三方应用：AFNetworking
AFNetworkging的抽象层是AFURLSessionManager，供上层使用。具体的实现层是NSURLSession。通过delegate和block的方式桥接二者。
典型第三方应用：SDWebimage

// 运行时注册不同解码器
[[SDImageCodersManager sharedManager] addCoder:[SDWebImageJPEGCoder new]];

// 注册使用不同的imageloader
SDWebImageManager.sharedManager.loaders = @[
    [SDImageCache sharedCache],
    [MyCustomLoader new],
    [SDWebImageDownloader sharedDownloader]
];

五.组合模式

将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构，使客户端对单个对象和对象集合的使用具有一致性。
（将单个对象和组合对象统一对待）
系统应用：
UIView的视图层级系统。UIView既可以是单个对象（比如一个UILabel），也可以是对象集合（比如嵌套多层的根view），都统一对外提供addSubview,removeFromSuperview等接口。
优点：清晰表达了部分-整体结构。无需区分单个对象和组合对象，统一操作
缺点：结构嵌套多不易维护
典型第三方应用：Masonary
Masonary把每个MASConstraint统一放到MASConstraintMaker中，统一使用make处理。

六.享元模式

共享相同对象，减少内存使用，提高性能。核心思想是把对象分为内部状态和外部状态，内部状态共享不变（存在共享池），在外部环境中变化的部分，由外部传入（使用的具体内容，场景等）。
系统应用：
UIFont就是典型的享元模式。多个地方使用相同的字体，系统只保留一份UIFont对象，避免重复开销。
比如使用UIFont.systemFont(ofSize:14)，系统会先查找字体缓存池，如果有则直接返回，如果没有则创建新的并加入。
tableviewCell的重用也是享元模式的一种具体应用。
典型第三方应用：SDWebimage
SDWebimage中的SDImageCache就是一个享元对象池，合理复用相同的图片资源，提升性能。

七.装饰器模式

在不改变原有对象结构的前提下，通过装饰器动态包装，动态地为其增加额外的功能。
系统应用：
UIControl通过状态调整外观，有些类似装饰器模式。但这些状态管理机制是通过配置，合肥包装，所以有区别。
典型第三方应用：CocoaLumberjack
设置不同的日志目标来装饰日志记录行为：

//控制台输出日志
[DDLog addLogger:[DDTTYLogger sharedInstance]];
//文件输出日志
[DDLog addLogger:[[DDFileLogger alloc] init]];
//设置日志级别
[DDTTYLogger sharedInstance].logFormatter = [[CustomLogFormatter alloc] init];

CocoaLumberjack在设计时大量使用了装饰器模式，尤其在日志目标和日志级管理上。
日志目标作为装饰器：通过组合多个日志目标，动态添加日志输出目标，不改变记录日志核心内容
日志级别控制：日志级别的装饰，可以根据配置过滤日志，控制哪些日志被记录，进一步增强了装饰器模式的灵活性。

行为型设计模式

总结对比表

关键对比维度：

1. 解耦程度：观察者 > 中介者 > 命令
2. 扩展性：访问者 > 策略 > 状态
3. iOS集成度：观察者(KVO) > 模板方法(生命周期) > 责任链(Responder Chain)
4. 复杂度：访问者 > 解释器 > 中介者

使用建议：

• 简单事件通知 → NSNotificationCenter（观察者）
• 算法切换 → NSSortDescriptor（策略）
• UI状态管理 → UIControlState（状态）
• 撤销操作 → NSUndoManager（命令+备忘录）

一.观察者模式

一种一对多的依赖关系。让多个观察者对象同时监听某一个主题对象。当主题对象发生改变时，它会自动通知所有依赖于它的观察者对象，使它们能够及时更新。
系统应用：
NotificationCenter 通知中心
KVO
优点：解耦，灵活，多对多。
缺点：通知链复杂，不易维护
典型第三方应用：ReactiveObjC
ReactiveObjC就是用信号+订阅者的方式实现了观察者模式。它同时做了链式、响应式、异步流的封装，写起来更优雅灵活。

二.访问者模式

在不改变数据结构的前提下，给一组对象增加新的操作。通过定义访问者，封装对一组元素对象的操作，把数据结构和操作解耦。
比如：公园中有草地，花坛，长椅等元素。不同的访问者执行不同的操作。清洁工打扫草地，园艺师修剪花坛，检察员检查长椅。
系统应用：
遍历view树，为其中的每一个控件（UIButton,UILabel）等加边框，或者检查状态，进行统计等。
典型第三方应用：SDWebImage
其中的清理内存操作用到了访问者思想，但由于缓存只有磁盘和内存两种，并没有设计具体的visiter。

//遍历所有缓存文件
//判断缓存文件最后的修改日期是否过期
//如果过期则删除

虽然访问者模式本身是个比较结构话的设计模式，但很多优秀第三方库在对象遍历+操作解耦产经，都在用类似访问者模式的思想，只是不完全一样。

三.中介者模式

用于减少对象之间直接交互，避免多个对象直接互相引用，减少它们之间的依赖。中介者模式通过一个中介对象来协调对象间的交互，从而降低它们的耦合度。
系统应用：NotificationCenter
传统面向对象中对象间直接互相调用，紧耦合。而NotificationCenter提供了一种松耦合机制，允许对象间通过NotificationCenter这个中介者进行发布通知和接受通知，无需直接联系。
典型第三方应用：CocoaLumberjack
DDlog作为中介者，接受来自不同组件的信息。这些组件之间不直接进行通信。

四.命令模式

将请求封装成对象，从而使你可以用不同的请求、队列、日志来参数化其他对象，并支持撤销、重做、事务等操作。
系统应用：
UIButton的Target-Action就是典型的命令模式。
Button(invoker)触发事件，调用对应的action（command）,执行到target（receiver）。
（命令模式的简化，如果扩展为命令对象+历史记录，就能支持撤销，重做，完美实现完整的命令模式）
典型第三方应用：AFNetworking
AFHTTPRequestOperationManager内部维护一个operationQueue为调用者
AFURLConnectionOperation为命令，实现了start及cancel的处理
NSURLSessionTask为具体的接收者
典型第三方应用：SDWebImage
SDWebImageDownloader维护队列是invoker
SDWebImageDownloadOperation是命令对象，封装了开始（start），取消（cancel）等逻辑
NSURLSession

命令模式等于把请求封装成命令对象，调用者执行命令，接收者处理具体逻辑。解耦调用者和接收者，便于拓展、撤销、重做等。

五.状态模式

润许一个对象在内部状态改变时，行为也改变，就像变成另一个对象一样。
系统应用：
UIButton的Normal，Highlighted，Disabled，Selected。不同的状态显示的文字图片颜色等都不一样。是状态模式的一种应用。
典型第三方应用：MJRefresh
根据当前不同的状态（空闲，下拉，刷新，没有更多数据），显示不同的UI，执行不同的逻辑。

状态模式通过封装状态、分离行为，让对象在内部状态变化时，自动切换行为，避免了复杂的条件分支，让代码更优雅。iOS中的UI控件状态、任务状态、播放器状态等都用到了这种设计模式。

六.策略模式

定义一系列算法，封装起来，并且使它们可以相互替换。
系统应用：
NSURLSesssion的请求缓存策略。配置不同的策略，在发起请求时根据不同的策略执行不同的缓存规则。
UIViewContentMode。根据多种不同的策略，决定子视图内容如何在父视图中进行排布和缩放。
典型第三方应用：SDWebimage
SDWebimage的缓存策略。
SDWebiamge的解码策略。
SDWebimage的setimage策略。注意这不是严格意义上的策略模式，而是策略配置。使用枚举+分支的判断方式，控制不同策略路径。但没有抽象出统一策略接口+多个独立策略类。

iOS系统中大量使用了策略模式，通过定义统一策略接口（枚举、协议、Block）+多个具体实现策略+context环境类，达成运行时可自由切换、行为解耦、扩展灵活的优雅设计。

七.解释器模式

主要是将语言中的句子转化为能够被计算机理解的格式。
系统应用：
正则表达式
NSPredicate(谓词)

八.迭代器模式

为一个集合（数组、列表、集合）提供一种顺序访问其元素的方法，而不暴露内部表示。通过迭代器模式，客户端可以以统一的方式遍历集合元素，且不需要关心集合内部的具体实现。
系统应用：NSArray
NSArray的enumerateObjectsUsingBlock方法，就是允许我们使用迭代器的方式来遍历数组。
同样可以使用迭代器来遍历缓存。

九. 备忘录模式

允许在不暴露对象内部结构的情况夏，保存和恢复对象的状态。
系统应用：UItextView
在文本编辑应用中，每次用户编辑文本时，程序会保存当前的文本状态，并允许用户在需要时恢复到先前的状态。
典型第三方应用：Realm

十. 模板方法

父类定义好模板方法，规定好步骤顺序，子类通过重写某些方法，来改变某些细节步骤。
系统应用：UITableview
整个UITableView的流程时苹果写好的，而我们可以定制它流程中的某些步骤。
典型第三方应用：AFNetworking
父类模板：AFURLSessionManager类封装了NSURLSession的网络请求管理，定义了表组合你的网络请求-相应处理流程。包括：创建task->监听task回调->解析响应->处理错误->执行完成回调。
子类重写：比如服务器给我们数据加密，我们可以在URLSession: task: didCompleteWithError中先进行手动解密，再走后续解析（task.completionHandler()），流程顺序不变，细节改变。
子类重写：比如自定义下载进度上报方式。我们可以在URLSession:dataTask:didReceiveData中重写，每5%回调一次。

十一.责任链模式

将多个处理者串联成一条链，请求从链起点对象发出，依次沿着链传递，直到有一个对象处理它为止。
系统应用：UIResponder事件响应链
iOS中的UIResponder链，比如触摸事件touchesBegan:withEvent:就是典型的责任链模式。如果当前视图不处理，事件就会沿着nextResponder传递，直到有对象处理。