情景:把一堆算法塞到同一段代码中,然后使用if-else或者switch-case条件语句来决定要使用哪个算法?这些算法可能是一堆相似的类函数或方法,用以解决相关的问题。例如验证数据输入的情形,数据本身可以是任何数据类型(如CGFloat,NSString,NSInteger等),每种数据类型需要不同的算法。如果把每一种算法封装成一个对象,那么就能消除根据数据类型决定使用什么算法的一堆if-elseswitch-case语句。 面向对象软件设计中,我们可以把相关算法分离为不同的类,成为策略,对应的设计模式称为策略模式。

何为策略模式

策略模式的使用可以粗暴的分为3个角色。

  1. 策略类,或者定义为策略接口、策略协议,它为所有支持的或相关的算法声明了一个共同接口。
  2. 策略对象:它会实现策略协议,策略对象通常存在多个,分别封装实现具体的算法。
  3. 场景(context)类对象:配置有一个具体策略对象的示例,场景对象使用策略接口调用由具体策略类定义的算法。

它们的静态关系如下图所示:

一组算法,或者说算法的一个层次结构,以ConcreteStrategy(A、B和C)类的形式,共享相同的AlgorithmInterface接口,这样Context就能使用相同的接口访问算法的各种变体。

Context的实例可以在运行时用不同的ConcreteStrategy对象进行配置,这可以理解成更换context对象的『内容』,因为变更是发生在对象的内部。

何时使用策略模式

在以下情形,考虑使用策略模式。

  • 一个类在其操作中使用多个条件语句来定义许多行为,我们可以把相关的条件分支移动到它们自己的策略类中。
  • 需要算法的各种变体。
  • 需要避免把复杂的、与算法相关的数据结构暴露给客户端。

在UITextField中应用策略模式

类图设计如下图所示:

策略接口

这里策略类抽象了两个接口:

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@protocol ACITextFieldInputValidator <NSObject>

- (BOOL)validateInput:(UITextField *)textField
charactersInRange:(NSRange)range
replacementString:(NSString *)string
error:(NSError **)error;

- (BOOL)validateEndEditingInput:(UITextField *)textField error:(NSError **)error;

@end

其中

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- (BOOL)validateInput:(UITextField *)textField
charactersInRange:(NSRange)range
replacementString:(NSString *)string
error:(NSError **)error;

在UITextFieldDelegate的- (BOOL)textField:(UITextField *)textField shouldChangeCharactersInRange:(NSRange)range replacementString:(NSString *)string方法中进行验证。

- (BOOL)validateEndEditingInput:(UITextField *)textField error:(NSError **)error;在UITextFieldDelegate的- (void)textFieldDidEndEditing:(UITextField *)textField方法中进行验证。

这里特殊说明一下:

接口中使用UITextField作为入参而不是使用NSString作为入参,是因为如果只用NSString值,那么策略对象中的动作就是单向的。就是说,验证器只能检查,然后返回结果,而不能修改原始值。而使用UITextField型的输入参数,就可以两全其美。验证器可以选择修改文本框的原始值(比如删除无效的值),或者只检查而不修改。

另一个问题是,如果输入值错误,为什么不引发一个NSException异常呢?这是因为在Cocoa Touch框架中,引发自己的异常然后再用try-catch语句块来捕捉,这非常耗资源,所以不推荐,返回NSError对象的开销相对较小。

场景

这里使用策略的场景是UITextField,在UITextField的子类InputValidateTextField中,声明一个遵循策略协议的对象属性。

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@interface ACIInputValidateTextField : UITextField

@property (nonatomic, strong) id<ACITextFieldInputValidator> inputValidator;

- (BOOL)validateCharactersInRange:(NSRange)range
replacementString:(NSString *)string
error:(NSError **)error;

- (BOOL)validateEndEditingWithError:(NSError **)error;

@end

同时,场景对象中会声明方法来处理调用策略对象的接口方法。具体示例如下:

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@implementation ACIInputValidateTextField

- (BOOL)validateCharactersInRange:(NSRange)range
replacementString:(NSString *)string
error:(NSError **)error {

BOOL shouldChange = [self.inputValidator validateInput:self charactersInRange:range replacementString:string error:error];
return shouldChange;
}

- (BOOL)validateEndEditingWithError:(NSError **)error {
BOOL isValid = [self.inputValidator validateEndEditingInput:self error:error];
return isValid;
}

@end

策略对象

策略对象,这里是遵循了策略协议的TextFieldInputValidator的对象。每个对象会实现TextFieldInputValidator的方法,其中封装了具体的策略实现。

具体代码示例详见github InputValidator


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