Cocoa设计模式

章节摘录

插图：第一部分一种可控制一切的模式第1章模型-视图-控制器模型-视图-控制器(MVC)是世界上最古老、最成功的可复用软件设计模式之一。它最初出现在20世纪70年代的Smalltalk编程语言中。MVC定义了Cocoa框架的总体结构。它是一种高级别的模式，能将多个协作对象的大型群组划分为独立的子系统：模型、视图和控制器。分析通用应用程序的功能和行为，有助于理解子系统在MVC模式中担当的角色。多数应用程序存储信息、检索信息，并将信息呈现给用户，使用户能够编辑或操纵信息。在面向对象的应用程序中，信息不只是字节，对象会将信息与使用该信息的方法封装在一起。应用程序中的每个对象都应该符合且仅符合以下子系统之一：·模型。模型子系统由为应用程序提供独特功能和信息存储的对象组成。模型包含处理应用程序数据的所有规则。模型是使应用程序体现其价值的关键子系统。保证模型子系统的独立而不依赖于视图或者控制器子系统非常关键。·视图。视图子系统用于展示从模型中收集的信息，并为用户提供与此信息交互的方式。理解视图的关键是要知道总是有大量视图存在。例如，可能有图形用户界面视图、打印报表视图、命令行视图、基于Web的视图以及脚本语言视图，它们都与同一个模型交互。·控制器。控制器的目的是解除模型和视图之间的耦合。用户与视图交互的结果是向控制器子系统发出请求，还可能会进一步请求改变模型中的信息。控制器还要处理数据的转换和格式，以呈现给用户。例如，模型中可能以米存储数据，但根据用户的偏好，控制器可能要将数据转换为英尺。模型可能将对象存储在无序集合中，但控制器可能会先为这些对象排序，然后再转到视图中展示给用户。

前言

Apple的Cocoa软件所包含的多数技术从1988年开始就已经投入商业应用，虽然Cocoa可能不够完善，但仍然具有革命性意义。它已在市场上得到广泛应用，如NEXTSTEP、OPENSTEP、Rhapsody和Yellow Box等都应用了该技术。Cocoa由一系列可重用的软件框架组成，包含用于构建Mac OS X桌面和手机应用程序的对象和相关资源。近年来，Apple对Cocoa进行了显著的扩展并添加了新的软件开发工具，从而在Cocoa已经提供的高水平性能的基础上进一步提高了程序员的效率。很多程序员在第一次使用此框架时，面对宽泛和复杂的Cocoa通常会不知所措。Cocoa包含大量的功能部件，但在一致性方面表现却十分出色，这要归功于在Cocoa的设计中应用了模式。了解这些模式才能更有效地使用框架，并在编写自己的应用程序时作为指导。本书介绍了Cocoa框架中用到的面向对象的设计模式。设计模式不是Cocoa的专利，它在很多可重用的软件库和软件开发环境中均有所应用。设计模式能识别那些重复出现的软件问题和解决它们的最佳做法。本书的主要目的是提供有关设计的专业知识和Cocoa的基本原理，掌握了这些知识，你就可以在自己的软件中高效地重用那些可靠的正确模式，即使你用的并非Cocoa。

内容概要

Erik M. Buck于1993年成立了EMB & Associates公司，并且通过利用后来成为Apple的Cocoa框架的NeXT/Apple软件技术，把公司建设成太空和娱乐软件业中的领导者。Buck先生的工作还涉及建筑业、给8中级学生讲授科学、展览油画肖像，以及开发可替代燃料汽车。Buck先生在2002年出售了他的公司，目前是Northrop Grumman Corporation公司的高级雇员。Buck先生在1991年从代顿大学获得了计算机科学学士学位，并且是Cocoa邮件列表和技术论坛一名活跃的撰稿人。

Donald A. Yacktman从1991年起就专业地使用Cocoa及其原先的技术：OpenStep和NextStep。他参与合著了《Cocoa Programming》一书，并且作为作者和编辑为Stepwise Web站点工作。他在过去为Verio/iServer和illumineX工作。目前，他是一名独立顾问，为Cocoa和iPhone应用程序的设计和实现提供帮助。Yacktman先生分别于1991年和1994年从杨百翰大学获得了电子和计算机工程学士和硕士学位。

书籍目录

译者序

序

前言

作者简介

第一部分　一种可控制一切的模式

第1章　模型-视图-控制器
2

1.1　Cocoa中的MVC3

1.1.1　模型子系统的核心数据支持3

1.1.2　视图子系统的应用程序工具箱支持4

1.1.3　控制器子系统的应用程序工具箱支持6

1.1.4　Cocoa的文本架构7

1.1.5　Cocoa的文档架构7

1.1.6　Cocoa编写脚本的能力10

1.1.7　Cocoa的偏好窗格架构11

1.1.8　Quartz Composer的架构11

1.1.9　QTKit的架构12

1.2　小结12

第2章　分析和应用MVC13

2.1　非MVC设计13

2.2　MVC设计17

2.3　小结21

第二部分　基 础 模 式

第3章　两阶段创建24

3.1　动机24

3.2　解决方案25

3.2.1　分区26

3.2.2　初始化已分配的内存26

3.2.3　实现指定的初始化方法27

3.2.4　在初始化方法中使用分区29

3.2.5　创建临时实例30

3.3　Cocoa中的示例31

3.4　后果35

第4章　模板方法36

4.1　动机36

4.2　解决方案36

4.2.1　默认模板方法38

4.2.2　利用模板方法进行设计38

4.3　Cocoa中的示例38

4.3.1　使用-drawRect:模板方法39

4.3.2　其他Cocoa模板方法39

4.4　后果42

第5章　动态创建43

5.1　动机43

5.2　解决方案43

5.2.1　使用动态创建43

5.2.2　用动态创建实现插件架构49

5.3　Cocoa中的示例50

5.4　后果50

第6章　类别52

6.1　动机52

6.2　解决方案52

6.2.1　非正式协议55

6.2.2　匿名类别56

6.2.3　代码组织57

6.2.4　何时使用类别与子类化57

6.3　Cocoa中的示例57

6.3.1　把类别用于组织58

6.3.2　把类别用于非正式协议58

6.3.3　把类别用于框架划分60

6.4　后果61

6.4.1　方法冲突61

6.4.2　替换方法61

6.4.3　软件维护62

第7章　匿名类型和异类容器63

7.1　动机63

7.2　解决方案63

7.2.1　匿名类型64

7.2.2　赋值66

7.2.3　异类容器67

7.3　Cocoa中的示例68

7.4　后果68

第8章　枚举器70

8.1　动机70

8.2　解决方案70

8.2.1　使用枚举器对象70

8.2.2　使用快速枚举71

8.2.3　创建自定义的枚举器72

8.2.4　实现快速枚举76

8.2.5　内部枚举79

8.3　Cocoa中的示例80

8.4　后果80

第9章　执行选择器和延迟执行82

9.1　动机82

9.2　解决方案82

9.2.1　延迟执行84

9.2.2　Objective-C消息发送的实现85

9.3　Cocoa中的示例86

9.4　后果87

第10章　访问器89

10.1　动机90

10.2　解决方案90

10.2.1　引用计数的内存管理91

10.2.2　管理保留计数的访问器92

10.2.3　将内存管理限制在访问器中95

10.2.4　可变性95

10.2.5　NSKeyValueCoding97

10.2.6　Interface Builder插座变量98

10.2.7　Objective-C 2.0的属性98

10.3　Cocoa中的示例98

10.4　后果101

第11章　归档和解档102

11.1　动机102

11.2　解决方案102

11.3　Cocoa中的示例105

11.3.1　实现NSCoding协议106

11.3.2　编码和解码非对象类型108

11.3.3　对象替换110

11.3.4　nib意识110

11.4　后果111

第12章　复制112

12.1　动机112

12.2　解决方案114

12.3　Cocoa中的示例116

12.3.1　实现NSCopying116

12.3.2　实现深复制117

12.3.3　实现NSMutableCopying118

12.3.4　必需的复制119

12.3.5　复制Objective-C 2.0的属性119

12.3.6　避免使用NSCopyObject()121

12.4　后果121

第三部分　主要通过解耦来变得更强大的模式

第13章　单例124

13.1　动机124

13.2　解决方案124

13.2.1　封装共享资源124

13.2.2　创建和访问共享实例126

13.2.3　控制实例化127

13.2.4　取消分配129

13.2.5　确定是否创建了单例130

13.2.6　线程安全130

13.2.7　与Interface Builder协作130

13.3　Cocoa中的示例131

13.4　后果132

第14章　通知133

14.1　动机133

14.2　解决方案134

14.2.1　MYNotification类134

14.2.2　MYNotificationCenter类135

14.2.3　联合存储140

14.3　Cocoa中的示例140

14.3.1　全局通知名称140

14.3.2　 “Will”和“Did”通知141

14.3.3　同步通知与异步通知141

14.3.4　分布式通知143

14.4　后果144

第15章　委托146

15.1　动机146

15.2　解决方案149

15.2.1　实现委托支持150

15.2.2　实现委托155

15.2.3　数据源156

15.3　Cocoa中的示例157

15.4　后果157

第16章　层次结构159

16.1　动机159

16.2　解决方案159

16.2.1　实现层次结构160

16.2.2　Cocoa视图层次结构162

16.2.3　视图层次结构中的坐标系统163

16.2.4　浏览视图层次结构164

16.3　Cocoa中的示例171

16.4　后果171

第17章　插座变量、目标和动作172

17.1　动机173

17.2　解决方案173

17.2.1　插座变量176

17.2.2　目标176

17.2.3　动作176

17.2.4　动作和响应者链178

17.3　Cocoa中的示例179

17.4　后果181

第18章　响应者链183

18.1　动机183

18.2　解决方案183

18.2.1　术语183

18.2.2　响应者链184

18.2.3　扩展的响应者链185

18.2.4　遍历扩展的响应者链187

18.2.5　插入对象到响应者链中188

18.2.6　利用响应者链189

18.3　Cocoa中的示例191

18.4　后果191

第19章　联合存储192

19.1　动机192

19.2　解决方案192

19.3　Cocoa中的示例195

19.3.1　引用计数的内存管理195

19.3.2　键值编码198

19.4　后果198

第20章　调用200

20.1　动机200

20.2　解决方案200

20.2.1　方法签名200

20.2.2　使用NSInvocation对象201

20.2.3　使用计时器205

20.2.4　延迟的消息发送209

20.3　Cocoa中的示例210

20.4　后果211

第21章　原型212

21.1　动机212

21.2　解决方案212

21.3　Cocoa中的示例214

21.3.1　使用MYLabeledBarCell实例作为原型214

21.3.2　使用MYColorLabeledBarCell实例作为原型216

21.4　后果218

第22章　享元219

22.1　动机219

22.2　解决方案219

22.3　Cocoa中的示例219

22.3.1　封装非对象值220

22.3.2　减少存储需求220

22.3.3　替代其他对象221

22.4　后果222

第23章　装饰器223

23.1　动机224

23.2　解决方案224

23.3　Cocoa的示例225

23.4　后果226

第四部分　主要用于隐藏复杂性的模式

第24章　包228

24.1　动机228

24.2　解决方案228

24.3　Cocoa中的示例230

24.4　后果232

第25章　类簇233

25.1　动机233

25.2　解决方案233

25.3　Cocoa中的示例237

25.3.1　子类化类簇的公共接口类238

25.3.2　NSString的MYShortString子类239

25.3.3　从MYShortString获得的经验教训248

25.4　后果248

第26章　外观250

26.1　动机250

26.2　解决方案251

26.3　Cocoa中的示例254

26.3.1　文本外观254

26.3.2　图像外观255

26.3.3　持久存储外观255

26.3.4　用户交互外观256

26.4　后果257

第27章　代理和转发258

27.1　动机258

27.2　解决方案258

27.2.1　实现转发258

27.2.2　代理259

27.2.3　高阶消息265

27.3　Cocoa中的示例270

27.4　后果270

第28章　管理者271

28.1　动机271

28.2　解决方案271

28.2.1　扩展单例模式272

28.2.2　添加其他管理者特性275

28.3　Cocoa中的示例277

28.4　后果277

第29章　控制器279

29.1　动机279

29.2　解决方案279

29.2.1　MYShapeDraw模型子系统280

29.2.2　MYShapeDraw视图子系统281

29.2.3　MYShapeEditor控制器子系统283

29.2.4　扩展MYShapeDraw视图子系统以进行编辑292

29.2.5　重新设计和泛化解决方案294

29.3　Cocoa中的示例299

29.4　后果300

第五部分　模式应用的实用工具

第30章　核心数据模型304

30.1　模型子系统的角色304

30.2　核心数据的术语305

30.2.1　实体305

30.2.2　特性305

30.2.3　关系306

30.2.4　属性306

30.3　核心数据内模式之间的协作307

30.3.1　NSManagedObject和NSEntityDescription307

30.3.2　设计核心数据模型312

30.3.3　NSManagedObjectContext312

30.3.4　NSPersistentStoreCoordinator和NSPersistentStore313

30.4　核心数据的局限性和好处314

第31章　应用程序工具箱视图315

31.1　视图子系统的角色315

31.2　应用程序工具箱内的模式之间的协作316

31.2.1　NSApplication、事件和运行循环316

31.2.2　响应者317

31.2.3　响应者链317

31.2.4　NSWindow概述318

31.2.5　NSView概述319

31.2.6　目标和动作321

31.2.7　归档的对象和nib322

31.2.8　撤销和重做324

31.2.9　管理者324

31.3　应用程序工具箱的局限性和好处325

第32章　绑定和控制器326

32.1　绑定和控制器的角色326

32.1.1　绑定避免耦合328

32.1.2　结合使用控制器与绑定的重要性328

32.2　绑定和控制器内的模式之间的协作329

32.2.1　在-bind:toObject:withKeyPath:options:中发生了什么事情330

32.2.2　键值观察如何检查对所观察属性的更改使得观察对象可以得到通知330

32.2.3　在观察的属性的值改变时发送什么消息来通知注册的观察者331

32.3　绑定和控制器的局限性和好处333

附录　资源334

作者简介

本书介绍了Cocoa框架中用到的面向对象的设计模式。Cocoa框架是Apple的面向对象开发环境，用来开发 Mac OS X 的应用程序。主要的开发语言为 Objective-C，它是Mac下进行开发必不可少的开发环境。

本书共分为5个部分，按照由浅入深、循序渐进的原则详细介绍各种设计模式在Cocoa中的应用，并且提供了丰富的代码示例，方便读者学习本书内容。本书最后还包含一个附录，提供了使用和理解Cocoa与设计模式的其他参考资料。

本书适合于正在使用或者考虑使用Mac OS X上的Apple Cocoa框架或者iPhone和iPod touch上的Cocoa Touch框架的读者阅读。本书中的许多信息同样也适用于Linux和Windows上的开源项目GNUStep。另外，Objective-C、C语言、C++和Java程序员都可以从本书中获益。

图书封面

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