Android中常见的几种设计模式

原则

设计模式的六大原则：

单一职责
开闭对扩展开发；对修改关闭
依赖倒置高模块不依赖低模块高模块和低模块都依赖抽象；抽象不依赖具体实现具体实现依赖抽象
里氏替换子类可以替换父类；父类不一定可以替换子类
迪马特法则一个类尽可能少的知道其他类；解耦
接口隔离不依赖不需要的接口类之间的依赖关系应该建立在最小的接口(接口尽量细化不要有太多的方法)上；核心：依赖抽象不依赖具体

类型

常见的设计模式分为三类：

创建型单例；工厂；建造者
行为型迭代器；观察者；策略
结构型代理；适配器；组合；装饰

分析

Builder
作用：用户不知道内部构造细节的情况下控制构造流程
优点：良好的封装性客户端不必知道产品内部组成细节
场景：相同的方法不同的执行顺序产生不同的结果初始化的对象很复杂参数很多
应用：AlertDialog
栗子：

public class Person {
    private String name;
    private int sex;

    public Person(Builder builder){
        this.name=builder.name;
        this.sex=builder.sex;
    }

    public String getName(){
        return name;
    }

    public int getSex(){
        return sex;
    }


    static class Builder {
        //Builder需要持有和Person相同的对象
        public String name;
        public int sex;

        public Builder() {
        }

        public Builder setName(String name) {
            this.name = name;
            return this;
        }

        public Builder setSex(int sex) {
            this.sex = sex;
            return this;
        }

        // 之所以在build中才构建具体Person对象 应该是处于拓展考虑 比如再来一个student类Builder可以复用
        public Person build() {
            return new Person(this);
        }
    }
}

 public static void main(String[] args) {
        // 达到链式调用的效果
        Person person = new Person.Builder().setName("34sir").setSex(1).build();
        System.out.println("person::name=" + person.getName() + "---person::sex=" + person.getSex());
    }

工厂方法
作用：定义用于创建对象的接口让子类决定实例化哪个类
优点：多态性灵活；封装性结构清晰；拓展性；解耦
场景：任何需要生成复杂对象的地方 new 就可以创建的对象无需使用工厂方法
应用：Activity的onCreate
栗子：

工厂方法.png

//汽车抽象产品
public abstract class CarProduct {
    public abstract void born();
}

//汽车抽象工厂
public abstract class CarFactory {
    public abstract  T createProduct(Class clz);
}

//奥迪Q3
public class AodiQ3 extends CarProduct {

    @Override
    public void born() {
        System.out.println(this.getClass().getSimpleName()+"诞生了！");
    }
}

//奥迪Q5
public class AodiQ5 extends CarProduct {

    @Override
    public void born() {
        System.out.println(this.getClass().getSimpleName()+"诞生了！");
    }
}

//具体汽车工厂
public class ConcreateCarFactory extends CarFactory {

    @Override
    public  T createProduct(Class clz) {
        CarProduct product = null;
        try {
            // 利用反射+泛型灵活 不需要多个工厂实现类
            product= (CarProduct) Class.forName(clz.getName()).newInstance();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return (T)product;
    }
}

 public static void main(String [] args){
        CarFactory factory=new ConcreateCarFactory();
        //生产不同的汽车产品
        factory.createProduct(AodiQ3.class).born();
        factory.createProduct(AodiQ5.class).born();
    }

策略
作用：将算法或策略抽象出来提供一个同一的接口不同的算法或策略有不同的实现类通过注入不同的实现对象来实现算法或策略的动态替换
优点：结构化；解耦易扩展；封装性
场景：同一问题多种处理方式行为的差别；同一个抽象类多个子类需要使用if-else来选择具体子类
应用：属性动画的插值器
迭代器
作用：提供一种统一的方法顺序访问一个容器对象中的各个元素不暴露对象中的内部细节
优点：
场景：遍历容器对象
应用：查询数据库时使用的Cursor
栗子：

迭代器.png

//迭代器接口 主要的两个方法：hasNext  next();
public interface Iterator {
    boolean hasNext();
    //泛型更具灵活性
    T next();
}

//容器接口
public interface Aggregate {
    void add(T obj);

    void remove(T obj);

    Iterator interator();// 获取容器的迭代器
}

// 具体迭代器
public class ConcreteIterator implements Iterator{
    private List list=new ArrayList<>();
    private int cursor=0;

    public ConcreteIterator(List list) {
        this.list = list;
    }

    @Override
    public boolean hasNext() {
        return cursor!=list.size();
    }

    @Override
    public T next() {
        T obj = null;
        if(this.hasNext()){
            obj=list.get(cursor++);
        }
        return obj;
    }
}

//具体容器类
public class ConcreteAggregate implements Aggregate {
    private List list = new ArrayList<>();


    @Override
    public void add(T obj) {
        list.add(obj);
    }

    @Override
    public void remove(T obj) {
        list.remove(obj);
    }

    @Override
    public Iterator interator() {
        return new ConcreteIterator<>(list);
    }
}

public static void main(String[] args) {
        //此例实际实现了对容器对迭代 实际上Iterator已经存在
        Aggregate aggregate = new ConcreteAggregate<>();
        aggregate.add("ckc");
        aggregate.add("34sir");

        Iterator iterator = aggregate.interator();
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }

代理
作用：为某个对象提供代理以控制对这个对象的访问
优点：没什么缺点强调控制隔离
场景：无法或者不想直接访问某个对象
应用：ActivityManagerProxy代理ActivityManagerService
栗子：包含静态代理和动态代理

代理.png

//抽象主题
public interface Subject {
   void visit();
}

//真实主题
public class RealSubject implements Subject{
    @Override
    public void visit() {
        System.out.println("具体主题 具体逻辑");
    }
}

//静态代理类
public class ProxySubject implements Subject{
    RealSubject subject;

    public ProxySubject(RealSubject subject) {
        this.subject = subject;
    }

    @Override
    public void visit() {
        //调用受代理真实逻辑
        subject.visit();
    }
}

//动态代理类
public class DynamicProxySubject implements InvocationHandler{
    Subject subject;

    public DynamicProxySubject(Subject subject) {
        this.subject = subject;
    }

    @Override
    public Object invoke(Object o, Method method, Object[] objects) throws Throwable {
        return method.invoke(subject,objects);
    }
}

public static void main(String[] args) {
        //静态代理
        ProxySubject proxy=new ProxySubject(new RealSubject());
        proxy.visit();

        //动态代理
        Subject subject=new RealSubject();
        DynamicProxySubject dynamicProxySubject=new DynamicProxySubject(subject);
        ClassLoader loader=subject.getClass().getClassLoader();
        //Proxy.newProxyInstance 此方法是实现动态代理的关键
        Subject subjecter= (Subject) Proxy.newProxyInstance(loader,new Class[]{Subject.class},dynamicProxySubject);
        subjecter.visit();
    }

观察者
作用：定义对象间一对多的依赖关系使得当一个对象改变所有依赖于他的对象都会得到通知并更新
优点：将观察者和被观察者解耦
场景：消息交换订阅-发布系统消息队列事件总线等
应用：Adapter#notifyDataSetChanged；BroadcastReceiver
栗子：

观察者.png

//抽象主题 订阅者
public interface Subject {
    void notifyData();
    void addObserver(Observer observer);
    void deleteObserver(Observer observer);
}

//抽象观察者
public interface Observer {
    void update(String msg);
}

//具体订阅者
public class ConcreteSubject implements Subject {
    // 之所有使用Vector 是因为其线程安全
    private Vector observers = new Vector<>();

    @Override
    public void notifyData() {
        Enumeration enumo = observers.elements();
        while (enumo.hasMoreElements()) {
            enumo.nextElement().update("hello world");
        }
    }

    @Override
    public void addObserver(Observer observer) {
        observers.add(observer);
    }

    @Override
    public void deleteObserver(Observer observer) {
        observers.remove(observer);
    }
}

//具体观察者
public class ConcreteObserver implements Observer{
    String msg;
    @Override
    public void update(String msg) {
        this.msg = msg;
        System.out.println("ConcreteSubject的msg更新成" + this.msg);
    }
}

 public static void main(String [] args){
        Subject subject=new ConcreteSubject();
        subject.addObserver(new ConcreteObserver());
        subject.notifyData();
    }

组合
作用：将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构使得用户对单个对象和组合对象的访问具有一致性
优点：清楚的定义分层次的复杂对象简化高层模块的代码递归组合形成复杂的树形结构
场景：一个整体中能够独立出部分模块和功能
应用：View和ViewGroup的嵌套组合
栗子：

组合.png

1.安全组合

//抽象根节点
public abstract class Component {
    protected String name; //节点

    public Component(String name) {
        this.name = name;
    }

    //具体由子类实现
    public abstract void doSomething();
}

//枝干
public class Composite extends Component {
    public Composite(String name) {
        super(name); // 调用父类的方法
    }

    private List composites = new ArrayList<>();

    @Override
    public void doSomething() {
        System.out.println(name); //此句为具体实现的逻辑
        if (null != composites) {
            for (Component c : composites) {
                c.doSomething();
            }
        }
    }

    public void addChild(Component c) {
        composites.add(c);
    }

    public void remove(Component c) {
        composites.remove(c);
    }

    public Component getChild(int index) {
        return composites.get(index);
    }
}

//叶子
public class Leaf extends Component {
    public Leaf(String name) {
        super(name); // 调用父类的方法
    }

    @Override
    public void doSomething() {
        System.out.println(name);
    }
}

//叶子
public static void main(String[] args) {
        // 与透明组合模式的区别
        Composite root = new Composite("root");

        Composite branchOne = new Composite("branchone");
        Composite branchTwo = new Composite("branchtwo");

        Leaf leafOne = new Leaf("leafone");
        Leaf leafTwo = new Leaf("leaftwo");

        branchOne.addChild(leafOne);
        branchTwo.addChild(leafTwo);

        root.addChild(branchOne);
        root.addChild(branchTwo);

        root.doSomething();
    }

2.透明组合

//抽象根节点
public abstract class Component {
    protected String name; //节点

    public Component(String name) {
        this.name = name;
    }

    //具体由子类实现
    public abstract void doSomething();

    public abstract void addChild(Component c);

    public abstract void removeChild(Component c);

    public abstract Component getChild(int index);

}

//枝干
public class Composite extends Component {
    public Composite(String name) {
        super(name); // 调用父类的方法
    }

    private List composites = new ArrayList<>();

    @Override
    public void doSomething() {
        System.out.println(name); //此句为具体实现的逻辑
        if (null != composites) {
            for (Component c : composites) {
                c.doSomething();
            }
        }
    }

    public void addChild(Component c) {
        composites.add(c);
    }

    @Override
    public void removeChild(Component c) {
        composites.remove(c);
    }


    public Component getChild(int index) {
        return composites.get(index);
    }
}

//叶子
public class Leaf extends Component {
    public Leaf(String name) {
        super(name); // 调用父类的方法
    }

    @Override
    public void doSomething() {
        System.out.println(name);
    }

    @Override
    public void addChild(Component c) {
        throw new UnsupportedOperationException("叶子无法添加子节点");
    }

    @Override
    public void removeChild(Component c) {
        throw new UnsupportedOperationException("叶子没有子节点");
    }

    @Override
    public Component getChild(int index) {
        throw new UnsupportedOperationException("叶子没有子节点");
    }
}

public static void main(String[] args) {
        // 与安全组合模式的区别
        Component root=new Composite("root");

        Component branchOne=new Composite("branchone");
        Component branchTwo = new Composite("branchtwo");

        Component leafOne=new Leaf("leafone");
        Component leafTwo=new Leaf("leaftwo");

        branchOne.addChild(leafOne);
        branchTwo.addChild(leafTwo);

        root.addChild(branchOne);
        root.addChild(branchTwo);

        root.doSomething();
    }

适配器
作用：把一个类的接口变换成客户端所期待的另一个接口将两个不兼容的类融合在一起
优点：更好的复用性；更好的拓展性适配的同时可以开发新功能
场景：兼容老接口
应用：ListView#Adapter
栗子：

image.png

//迭代器接口 主要的两个方法：hasNext  next();
public interface Iterator {
    boolean hasNext();
    //泛型更具灵活性
    T next();
}

//容器接口
public interface Aggregate {
    void add(T obj);

    void remove(T obj);

    Iterator interator();// 获取容器的迭代器
}

// 具体迭代器
public class ConcreteIterator implements Iterator{
    private List list=new ArrayList<>();
    private int cursor=0;

    public ConcreteIterator(List list) {
        this.list = list;
    }

    @Override
    public boolean hasNext() {
        return cursor!=list.size();
    }

    @Override
    public T next() {
        T obj = null;
        if(this.hasNext()){
            obj=list.get(cursor++);
        }
        return obj;
    }
}

//具体容器类
public class ConcreteAggregate implements Aggregate {
    private List list = new ArrayList<>();


    @Override
    public void add(T obj) {
        list.add(obj);
    }

    @Override
    public void remove(T obj) {
        list.remove(obj);
    }

    @Override
    public Iterator interator() {
        return new ConcreteIterator<>(list);
    }
}

public static void main(String[] args) {
        //此例实际实现了对容器对迭代 实际上Iterator已经存在
        Aggregate aggregate = new ConcreteAggregate<>();
        aggregate.add("ckc");
        aggregate.add("34sir");

        Iterator iterator = aggregate.interator();
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }

装饰
作用：动态的给一个对象添加一些额外的指责继承关系的一种替代方案
优点：动态增加类的功能
场景：需要透明并且动态的扩展类的功能
应用：ContextWrapper装饰ContextImpl
栗子：

装饰.png

// 抽象组件
public abstract class Component {
    public abstract void operate();
}

//抽象装饰者
public abstract class Decorator extends Component {
    private Component component;//持有一个组件

    public Decorator(Component component) {
        this.component = component;
    }

    @Override

    public void operate() {
        component.operate();
    }
}

// 具体组件
public class ConcreteComponent extends Component{
    @Override
    public void operate() {

    }
}

//具体装饰类
public class ConcreteDecortor extends Decorator {
    public ConcreteDecortor(Component component) {
        super(component);
    }

    @Override
    public void operate() {
        operateA(); //operateA和operateB增强组件的功能
        super.operate();
        operateB();
    }

    public void operateA() {

    }

    public void operateB() {

    }
}

public static void main(String[] arg) {
        Component component = new ConcreteComponent();
        //ConcreteDecortor装饰Component
        Decorator decorator = new ConcreteDecortor(component);
        decorator.operate();
    }

享元
作用：缓存可共享的对象避免创建过多的对象减少内存使用量
场景：大量重复对象
应用：Message#obtain
栗子：

享元.png

//抽象车票接口
public interface Ticket {
    public void showTicketInfo(String bunk);
}

//车票工厂
public class TicketFactory {
    // 首先选择一种容器缓存
    static Map ticketMap = new ConcurrentHashMap<>();

    public static Ticket getTicket(String from, String to) {
        String key = from + "" + to;
        if (ticketMap.containsKey(key)) {
            return ticketMap.get(key);
        } else {
            Ticket ticket = new TrainTicket(from, to);
            ticketMap.put(key, ticket);
            return ticket;
        }
    }
}

//火车票
public class TrainTicket implements Ticket {
    public String from; //始发地
    public String to; //目的地
    public int price;

    public TrainTicket(String from, String to) {
        this.from = from;
        this.to = to;
    }

    @Override
    public void showTicketInfo(String bunk) {
        price = new Random().nextInt(300);
        System.out.println("购买从" + from + "到" + to + "的" + bunk + "火车票" + ",价格：" + price);
    }
}

 public static void main(String [] args){
        Ticket ticketOne= TicketFactory.getTicket("苏州","上海");
        ticketOne.showTicketInfo("上铺");
        Ticket ticketTwo= TicketFactory.getTicket("苏州","上海");
        ticketTwo.showTicketInfo("下铺");
        Ticket ticketThree= TicketFactory.getTicket("苏州","上海");
        ticketThree.showTicketInfo("站票");
    }

Android中常见的几种设计模式

原则

类型

分析

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