Android常用的8种设计模式.docx
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Android常用的8种设计模式
Android常用的8种设计模式
一般来说,常用的android设计模式有以下8种:
适配器、工厂、单例、观察者、代理、命令、组合、访问者。
设计模式之Adapter(适配器模式)
定义:
将两个不兼容的类纠合在一起使用,属于结构型模式,需要有Adaptee(被适配者)和Adaptor(适配器)两个身份.
为何使用:
我们经常碰到要将两个没有关系的类组合在一起使用,第一解决
方案是:
修改各自类的接口,但是如果我们没有源代码,或者,我们不愿意为了一个应用而修改各自的接口。
怎么办:
使用Adapter,在这两种接口之间创建一
个混合接口(混血儿).
如何使用:
实现Adapter方式,其实"thinkinJava"的"类再生"一节中已经提到,有两种方式:
组合(composition)和继承(inheritanee).
假设我们要打桩,有两种类:
方形桩圆形桩.
publicclassSquarePeg{
publicvoidinsert(Stringstr){"SquarePeginsert():
"+str);
}
}
publicclassRoundPeg{
publicvoidinsertIntohole(Stringmsg){
"RoundPeginsertlntoHole():
"+msg);
}}
现在有一个应用,需要既打方形桩,又打圆形桩.那么我们需要将这两个没有关系的类综合应用.假设RoundPeg我们没有源代码,或源代码我们不想修改,那么我们使用Adapter来实现这个应用:
publicclassPegAdapterextendsSquarePeg{
privateRoundPegroundPeg;
publicPegAdapter(RoundPegpeg)(this.roundPeg=peg;)
publicvoidinsert(Stringstr){roundPeg.insertlntoHole(str);}
}
在上面代码中,RoundPeg属于Adaptee,是被适配者.PegAdapter是Adapter,将Adaptee(被适配者RoundPeg和Target(目标SquarePeg)进行适配.实际上这是将组合方法(composition)和继承(inheritanee)方法综合运用.
PegAdapter首先继承SquarePeg,然后使用new的组合生成对象方式,生成RoundPeg的对象roundPeg,再重载父类insert()方法。
从这里,你也了解使用new生成对象和使用extends继承生成对象的不同,前者无需对原来的类修改,甚至无需要知道其内部结构和源代码.
如果你有些Java使用的经验,已经发现,这种模式经常使用。
进一步使用上面的PegAdapter是继承了SquarePeg,如果我们需要两边继承,即继承SquarePeg又继承RoundPeg因为Java中不允许多继承,但是我们可以实现(implements)两个接口(interface)
publicinterfaceIRoundPeg{
publicvoidinsertlntoHole(Stringmsg);
}
publicinterfaceISquarePeg{
publicvoidinsert(Stringstr);
}
下面是新的RoundPeg和SquarePeg,除了实现接口这一区别,和上面的没什么区别。
publicclassSquarePegimplementsISquarePeg{
publicvoidinsert(Stringstr){
"SquarePeginsert():
"+str);
}
}
publicclassRoundPegimplementsIRoundPeg{
publicvoidinsertIntohole(Stringmsg){
"RoundPeginsertIntoHole():
"+msg);
下面是新的PegAdapter,叫做two-wayadapter:
publicclassPegAdapterimplementsIRoundPeg,ISquarePeg{
privateRoundPegroundPeg;
privateSquarePegsquarePeg;
//构造方法
publicPegAdapter(RoundPegpeg){this.roundPeg=peg;}
//构造方法
publicPegAdapter(SquarePegpeg)(this.squarePeg=peg;)
publicvoidinsert(Stringstr){roundPeg.insertlntoHole(str);}
}
还有一种叫PluggableAdapters,可以动态的获取几个adapters中一个。
使用Reflection技术,可以动态的发现类中的Public方法。
设计模式之Factory(工厂模式)
定义:
提供创建对象的接口.
为何使用:
工厂模式是我们最常用的模式了,著名的Jive论坛,就大量使用了工厂模式,工厂模式在Java程序系统可以说是随处可见。
为什么工厂模式是如此常用:
因为工厂模式就相当于创建实例对象的new,我们
经常要根据类Class生成实例对象,如Aa=newA()工厂模式也是用来创建实例对象的,所以以后new时就要多个心眼,是否可以考虑实用工厂模式,虽然这样做,可能多做一些工作,但会给你系统带来更大的可扩展性和尽量少的修改量。
我们以类Sample为例,如果我们要创建Sample的实例对象:
Samplesample=newSample();
可是,实际情况是,通常我们都要在创建sample实例时做点初始化的工作,比如赋值查询数据库等。
首先,我们想到的是,可以使用Sample的构造函数,这样生成实例就写成
Samplesample=newSample(参数);
但是,如果创建sample实例时所做的初始化工作不是象赋值这样简单的事,可能是很长一段代码,如果也写入构造函数中,那你的代码很难看了(就需要Refactor重整)。
为什么说代码很难看,初学者可能没有这种感觉,我们分析如下,初始化工作如果是很长一段代码,说明要做的工作很多,将很多工作装入一个方法中,相当于将很多鸡蛋放在一个篮子里,是很危险的,这也是有背于Java面向对象的原则,面向对象的圭寸装(Encapsulation)和分派(Delegation)告诉我们,尽量将长的代码分派“切割”成每段,将每段再“封装”起来(减少段和段之间偶合联系性),这样,就会将风险分散,以后如果需要修改,只要更改每段,不会再发生牵一动百的事情。
在本例中,首先,我们需要将创建实例的工作与使用实例的工作分开,也就是说,让创建实例所需要的大量初始化工作从Sample的构造函数中分离出去。
这时我们就需要Factory工厂模式来生成对象了,不能再用上面简单new
Sample(参数)。
还有,如果Sample有个继承如MySample,按照面向接口编程,我们需要将Sample抽象成一个接口•现在Sample是接口,有两个子类MySample和HisSample.我们要实例化他们时,如下:
Samplemysample=newMySample();
Samplehissample=newHisSample();
随着项目的深入,Sample可能还会"生出很多儿子出来",那么我们要对这些儿子一个个实例化,更糟糕的是,可能还要对以前的代码进行修改:
加入后来生出儿子的实例.这在传统程序中是无法避免的•
但如果你一开始就有意识使用了工厂模式,这些麻烦就没有了•
工厂方法
你会建立一个专门生产Sample实例的工厂:
publicclassFactory{
publicstaticSamplecreator(intwhich){
//getClass产生Sample一般可使用动态类装载装入类。
if(which==1)
returnnewSampleA();
elseif(which==2)returnnewSampleB();
}
}
那么在你的程序中,如果要实例化Sample时.就使用
SamplesampleA=Factory.creator
(1);
这样,在整个就不涉及到Sample的具体子类,达到封装效果,也就减少错误修改的机会,这个原理可以用很通俗的话来比喻:
就是具体事情做得越多,越容易范错误.这每个做过具体工作的人都深有体会,相反,官做得越高,说出的话越抽象越笼统,范错误可能性就越少.好象我们从编程序中也能悟出人生道理?
呵呵.
使用工厂方法要注意几个角色,首先你要定义产品接口,如上面的Sample,产
品接口下有Sample接口的实现类,如SampleA,其次要有一个factory类,用来生成产品Sample,如下图,最右边是生产的对象Sample:
进一步稍微复杂一点,就是在工厂类上进行拓展,工厂类也有继承它的实现类concreteFactory了。
抽象工厂
工厂模式中有:
工厂方法(FactoryMethod)抽象工厂(AbstractFactory).
这两个模式区别在于需要创建对象的复杂程度上。
如果我们创建对象的方法变得复杂了,如上面工厂方法中是创建一个对象Sample,如果我们还有新的产品接口Sample2.
这里假设:
Sample有两个concrete类SampleA和SamleB,而Sample2也有两个concrete类Sample2A和SampleB2
那么,我们就将上例中Factory变成抽象类,将共同部分封装在抽象类中,不同部
分使用子类实现,下面就是将上例中的Factory拓展成抽象工厂:
publicabstractclassFactory{
publicabstractSamplecreator。
;
publicabstractSample2creator(Stringname);
}
publicclassSimpleFactoryextendsFactory{
publicSamplecreator(){
returnnewSampleA
}
publicSample2creator(Stringname){
returnnewSample2A
}
}
publicclassBombFactoryextendsFactory{
publicSamplecreator(){
returnnewSampleB
}
publicSample2creator(Stringname){
returnnewSample2B
}
}
从上面看到两个工厂各自生产出一套Sample和Sample2,也许你会疑问,为什么
我不可以使用两个工厂方法来分别生产Sample和Sample2?
抽象工厂还有另外一个关键要点,是因为SimpleFactory内,生产Sample和生产Sample2的方法之间有一定联系,所以才要将这两个方法捆绑在一个类中,这个工厂类有其本身特征,也许制造过程是统一的,比如:
制造工艺比较简单,
所以名称叫SimpleFactory。
在实际应用中,工厂方法用得比较多一些,而且是和动态类装入器组合在一起应用,
举例
我们以Jive的ForumFactory为例,这个例子在前面的Singleton模式中我们讨论过,现在再讨论其工厂模式:
publicabstractclassForumFactory{
privatestaticObjectinitLock=newObject();
privatestaticStringclassName="";
privatestaticForumFactoryfactory=null;
publicstaticForumFactorygetInstance(Authorizationauthorization){//Ifnovalidauthorizationpassedin,returnnull.
if(authorization==nuII){returnnuII;
}
//以下使用了Singleton单态模式
if(factory==null){
synchronized(initLock){
if(factory==null){
try{
//动态转载类
Classc=Class.forName(className);factory=(ForumFactory)c.newlnstance();
}
catch(Exceptione){returnnuII;
}
}
}
}
//Now,返回proxy.用来限制授权对forum的访问returnnewForumFactoryProxy(authorization,factory,
factory.getPermissions(authorization));
}
//真正创建forum的方法由继承forumfactory的子类去完成.
publicabstractForumcreateForum(Stringname,Stringdescription)throwsUnauthorizedException,ForumAlreadyExistsException;
}
因为现在的Jive是通过数据库系统存放论坛帖子等内容数据,如果希望更改为通过文件系统实现,这个工厂方法ForumFactory就提供了提供动态接口:
privatestaticStringclassName="";
你可以使用自己开发的创建forum的方法代替
在上面的一段代码中一共用了三种模式,除了工厂模式外,还有Singleton单态
模式,以及proxy模式,proxy模式主要用来授权用户对forum的访问,因为访问forum有两种人:
一个是注册用户一个是游客guest,那么那么相应的权限就不一样,而且这个权限是贯穿整个系统的,因此建立一个proxy,类似网关的概念,可以很好的达到这个效果.
看看Java宠物店中的CatalogDAOFactory:
publicclassCatalogDAOFactory{
/**
*本方法制定一个特别的子类来实现DAOS式。
*具体子类定义是在J2EE的部署描述器中。
*/
publicstaticCatalogDAOgetDAO()throwsCatalogDAOSysException{
CatalogDAOcatDao=null;
try{
InitialContextic=newInitialContext();
//动态装入CATALOG_DAO_CLASS
//可以定义自己的CATALOGDAOCL,SS而在无需变更太多代码
//的前提下,完成系统的巨大变更
StringclassName=(String)ic.lookup(JNDINames.CATALOG_DAO_CLASS);
catDao=(CatalogDAO)Class.forName(className).newlnstance();
}catch(NamingExceptionne){
thrownewCatalogDAOSysException("
CatalogDAOFactory.getDAO:
NamingExceptionwhile
gettingDAOtype:
\n"+ne.getMessage());
}catch(Exceptionse){
thrownewCatalogDAOSysException("
CatalogDAOFactory.getDAO:
ExceptionwhilegettingDAOtype:
\n"+se.getMessage());
}
returncatDao;
}
CatalogDAOFactory是典型的工厂方法,catDao是通过动态类装入器className获得CatalogDAOFactory具体实现子类,这个实现子类在Java宠物店是用来操作catalog数据库,用户可以根据数据库的类型不同,定制自己的具体实现子类,将自己的子类名给与CATALOG_DAO_CLAS量就可以。
由此可见,工厂方法确实为系统结构提供了非常灵活强大的动态扩展机制,只要我们更换一下具体的工厂方法,系统其他地方无需一点变换,就有可能将系统功能进行改头换面的变化。
设计模式之Singleton(单例模式)
定义:
Singleton模式主要作用是保证在Java应用程序中,一个类Class只有一个实例存在。
在很多操作中,比如建立目录数据库连接都需要这样的单线程操
作。
还有,singleton能够被状态化;这样,多个单态类在一起就可以作为一个状态仓库一样向外提供服务,比如,你要论坛中的帖子计数器,每次浏览一次需
要计数,单态类能否保持住这个计数,并且能synchronize的安全自动加1,如
果你要把这个数字永久保存到数据库,你可以在不修改单态接口的情况下方便的做到。
另外方面,Singleton也能够被无状态化。
提供工具性质的功能,
Singleton模式就为我们提供了这样实现的可能。
使用Singleton的好处还在于可以节省内存,因为它限制了实例的个数,有利于Java垃圾回收(garbage
collection)。
我们常常看到工厂模式中类装入器(classloader)中也用Singleton模式实现的,因为被装入的类实际也属于资源。
如何使用?
一般Singleton模式通常有几种形式
publicclassSingleton{
privateSingleton(){}
//在自己内部定义自己一个实例,是不是很奇怪?
//注意这是private只供内部调用
privatestaticSingletoninstanee=newSingleton();
//这里提供了一个供外部访问本class的静态方法,可以直接访问
publicstaticSingletongetInstance(){
returninstanee;
}
}
第二种形式:
publicclassSingleton{
privatestaticSingletoninstanee=null;
publicstaticsynchronizedSingletongetInstance(){
//这个方法比上面有所改进,不用每次都进行生成对象,只是第一次
//使用时生成实例,提高了效率!
if(instance==null)
instanee=newSingleton();returninstanee;}
}
使用Singleton.getlnstance()可以访问单态类。
上面第二中形式是lazyinitialization,也就是说第一次调用时初始
Singleton,以后就不用再生成了。
注意至Ulazyinitialization形式中的synchronized,这个synchronized很重
要,如果没有synchronized,那么使用getInstance()是有可能得到多个
Singleton实例。
关于lazyinitialization的Singleton有很多涉及
double-checkedlocking(DCL)的讨论,有兴趣者进一步研究。
一般认为第一种形式要更加安全些。
使用Singleton注意事项:
有时在某些情况下,使用Singleton并不能达到Singleton的目的,如有多个Singleton对象同时被不同的类装入器装载;在EJB这样的分布式系统中使用也要注意这种情况,因为EJB是跨服务器,跨JVM的。
我们以SUN公司的宠物店源码(PetStore
在PetStore中ServiceLocator有两种,一个是EJB目录下;一个是WEE目录下,我们检查这两个ServiceLocator会发现内容差不多,都是提供EJB的查询定位服务,可是为什么要分开呢?
仔细研究对这两种ServiceLocator才发现区
别:
在WEB^的ServiceLocator的采取Singleton模式,ServiceLocator属于资源定位,理所当然应该使用Singleton模式。
但是在EJB中,Singleton模式已经失去作用,所以ServiceLocator才分成两种,一种面向WEB服务的,一种是面向EJB服务的。
Singleton模式看起来简单,使用方法也很方便,但是真正用好,是非常不容易,需要对Java的类线程内存等概念有相当的了解。
进一步深入可参考:
设计模式之Observer(观察者模式)
Java深入到一定程度,就不可避免的碰到设计模式(designpattern)这一概念,了解设计模式,将使自己对java中的接口或抽象类应用有更深的理解.设计模式在java的中型系统中应用广泛,遵循一定的编程模式,才能使自己的代码便于理解,易于交流,Observer(观察者)模式是比较常用的一个模式,尤其在界面设计中应用广泛,而本站所关注的是Java在电子商务系统中应用,因此想从电子商务实例中分析Observer的应用.
虽然网上商店形式多样,每个站点有自己的特色,但也有其一般的共性,单就"商品的变化,以便及时通知订户"这一点,是很多网上商店共有的模式,这一模式类似Observerpatern.
具体的说,如果网上商店中商品在名称价格等方面有变化,如果系统能自动通知会员,将是网上商店区别传统商店的一大特色.这就需要在商品product中加入Observer这样角色,以便product细节发生变化时‘Observer能自动观察到这种变化,并能进行及时的update或notify动作.
Java的API还为为我们提供现成的Observer接口
我们必须extends
1.提供Add/Deleteobserver的方法;
2.提供通知(notisfy)所有observer的方法;
//产品类可供Jsp直接使用UseBean调用该