原型模式与深浅拷贝

原型模式的目的就是通过复制的手段得到一个新的对象。

个人认为这种模式最大的好处是省掉了“工厂”这层概念，因为工厂通常给人的印象是某种初始化动作，而拷贝则是建立在运行时已经生成的对象的基础之上的。

一个更大的好处是可以让拷贝操作作用在聚合根之上，可以一次性拷贝一套复杂的对象集合，对外则屏蔽了赋值过程的细节。

拷贝分为深拷贝和浅拷贝两种，浅拷贝就是建立一个新指针指向同一个对象，即同一个对象多份引用，深拷贝则是完全复制目标对象，生成一个新的对象二进制数据，并用一个新指针指向新的对象。对于浅拷贝，我觉得没什么好说的。

对于深拷贝，java/C#当中都提供了克隆接口（我估计很多人都没直接用过它们），OC则提供了NSCopying协议，OC的很多类（比如词典类）都已经实现了这个协议。

深拷贝要解决的问题分以下几种：普通类的拷贝，子类的拷贝，聚合根的拷贝。

对于一个普通类Book：

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Book : NSObject <NSCopying>
@property (nonatomic, copy) NSString *name;
- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone;
@end

#import "Book.h"

@implementation Book

- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone{
    Book *copy = [[Book allocWithZone:zone]init];
    copy.name = self.name;
    return copy;
}

@end

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "Book.h"

int main(int argc, const char * argv[])
{
    @autoreleasepool {
        Book *book = [[Book alloc]init];
        book.name = @"test";

        Book *book2 = [book copy];

        NSLog(@"%@", book2.name);   //test
    }
    return 0;
}

实现拷贝的过程只要实现NSCopying协议当中的方法，并在其中创建一个新的对象就可以了。

当Book类存在子类时，我们希望子类也能够支持拷贝：

#import "Book.h"

@interface ProgramingBook : Book <NSCopying>
@property (nonatomic, copy) NSString *language;
- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone;
@end

#import "ProgramingBook.h"

@implementation ProgramingBook

- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone{
    ProgramingBook *copy = [super copyWithZone:zone];
    copy.language = self.language;
    return copy;
}

@end

这里调用了父类的copyWithZone:方法，因为从对象的内存结构来看，父类的拷贝工作需要由父类自己完成，这点无可厚非。

问题是当调用拷贝方法时：

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "Book.h"
#import "ProgramingBook.h"
int main(int argc, const char * argv[])
{
    @autoreleasepool {
        ProgramingBook *book = [[ProgramingBook alloc]init];
        book.name = @"test";
        book.language = @"java";
        
        ProgramingBook *book2 = [book copy];

        NSLog(@"%@", book2.name);
        NSLog(@"%@", book2.language);
    }
    return 0;
}

却会报错，出错的代码是子类拷贝方法中的

copy.language = self.language;

错误信息是熟悉的unrecognized selector sent to instance 0x100101020 找不到方法。

仔细分析会发现是找不到self对language参数的getter方法，那么就要怀疑这个self到底是什么。

由于子类的拷贝方法调用了父类的拷贝方法，而父类的拷贝方法当中有这样一句话：

Book *copy = [[Book allocWithZone:zone]init];

显然，这里分配了一个Book类型的对象，那么self就表示Book类型，它是不存在language的getter方法的。

解决方法是把父类拷贝方法做改造：

#import "Book.h"

@implementation Book

- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone{
    Book *copy = [[[self class] allocWithZone:zone]init];
    copy.name = self.name;
    return copy;
}

@end

这样就能正确地初始化子类对象的内存空间、以及生成正确的getter方法了。

第三种情况就是对聚合根的拷贝，这里举一个最简单的例子，书当中聚合了一个叫做Pages的集合，其中含有一个页数属性，其他的属性这里略去：

让这个类也实现NSCopying协议，因为在聚合根Book当中，也是要对Pages类进行深拷贝的，而它的深拷贝行为应该是自治的：

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface Pages : NSObject <NSCopying>
@property (nonatomic, assign) NSInteger number;
- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone;
@end

#import "Pages.h"

@implementation Pages

- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone {
    Pages *copy = [[[self class] allocWithZone:zone]init];
    copy.number = self.number;
    return copy;
}

@end

聚合根类Book定义改为：

#import <Foundation/Foundation.h>

@class Pages;

@interface Book : NSObject <NSCopying>
@property (nonatomic, copy) NSString *name;
@property (nonatomic, strong) Pages *pages;
- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone;
@end

#import "Book.h"
#import "Pages.h"

@implementation Book

- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone{
    Book *copy = [[[self class] allocWithZone:zone]init];
    copy.name = self.name;
    copy.pages = [self.pages copy];
    return copy;
}

@end

只要在其中对pages变量进行copy就可以了，这样就能保证聚合根的拷贝操作与被聚合类的拷贝操作不发生耦合。