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Android常用设计模式(二)

2016-11-23  本文已影响491人  Venus_明

继上一篇 Android常用设计模式(一)里认识了观察者,适配器,代理等三种模式,这一篇将会讲解以下三种模式:

1.工厂模式(Factory Pattern)

工厂模式分为简单工厂模式,工厂方法模式以及抽象工厂模式

常见实例:比如android的bitmap中常用的BitmapFactory类,创建Bitmap对象,通常使用静态工厂方法.
这里主要介绍简单工厂与工厂方法的区别:
就以大话模式中小菜跟大鸟举得雷锋故事作为题材吧。
LeiFeng类

//雷锋  
public interface LeiFeng {
    void sweep(); //扫地  
    void wash(); //洗衣  
    void buyrice(); //做饭  
}

Student类

//学做雷锋的大学生  
public class Student implements LeiFeng {

    public void buyrice() {
        System.out.println("大学生做饭");
    }

    public void sweep() {
        // TODO Auto-generated method stub  
        System.out.println("大学生扫地");
    }

    public void wash() {
        // TODO Auto-generated method stub  
        System.out.println("大学生洗衣");
    }

}

Valuator类志愿者

//学做雷锋的志愿者  
public class Valuator implements LeiFeng {

    public void buyrice() {
        System.out.println("志愿者做饭");
    }

    public void sweep() {
        // TODO Auto-generated method stub  
        System.out.println("志愿者扫地");
    }

    public void wash() {
        // TODO Auto-generated method stub  
        System.out.println("志愿者洗衣");
    }
}

然后简单工厂是这么实现的:

//使用简单工厂  
public class SimpleFactory {

    public static LeiFeng createLeiFeng(String type) {
        if ("大学生".equals(type)) {
            return new Student();
        } else if ("志愿者".equals(type)) {
            return new Valuator();
        }
        return null;
    }
}

而工厂方法模式中,则多了一个接口去创建不同类型的对象:
Factory类

//工厂方法模式,工厂接口  
public interface Factory {
    LeiFeng createLeiFengFactory();
}

StudentFactory学生工厂

//学生工厂  
public class StudentFactory implements Factory {
    public LeiFeng createLeiFengFactory() {
        return new Student();
    }
}

ValuatorFactory志愿者工厂

//志愿者工厂  
public class ValuatorFactory implements Factory {
    public LeiFeng createLeiFengFactory() {
        return new Valuator();
    }
}

当我们实现起来时:

public static void main(String[] args) {

    //简单工厂模式
    LeiFeng f11 = SimpleFactory.createLeiFeng("大学生");
    f11.buyrice();
    LeiFeng f22 = SimpleFactory.createLeiFeng("大学生");
    f22.wash();

    //使用工厂方法模式  
    Factory fac = new StudentFactory();
    LeiFeng f4 = fac.createLeiFengFactory();
    f4.buyrice();
    LeiFeng f5 = fac.createLeiFengFactory();
    f5.wash();
}

这里就要说说为什么要使用工厂方法模式,因为简单工厂使用起来明显要方便简约的多。从理论的角度来说,工厂方法模式更符合封闭-开放原则。即对修改封闭对扩展开放。试想后期维护过程中要增加一个种类的对象,也就是增加对接口的一种实现,简单工厂模式就要在switch...case中增加一个case项,无疑是修改了工厂方法。如果是jar包模式的,就要重新发包了。但是工厂方法模式,完全不需要更改工厂接口,只是新增加一个实现的工厂类即可(如果是jar包模式的,就可以不用重新发jar包,让用jar包的人自己去扩展一个实现了工厂接口的具体工厂类即可)。完全符合封闭-扩展原则。

2.单例模式(Single Pattern)

释义:

单例模式确保某一个类只有一个实例,而且自行实例化并向整个系统提供这个实例单例模式。单例模式只应在有真正的“单一实例”的需求时才可使用。

故事理解:

俺有6个漂亮的老婆,她们的老公都是我,我就是我们家里的老公Sigleton,她们只要说道“老公”,都是指的同一个人,那就是我

常见实例:

数据库创建时使用单例模式,Servlet环境下共享同一个资源或者对象*

适用场景*:

对于定义的一个类,在整个应用程序执行期间只有唯一的一个实例对象。如Android中常见的Application对象。

单例模式可分为饿汉式,懒汉式等:
(一)饿汉式:其特点是应用中尚未需要用到此单一实例的时候即先实例化。

public class SingleTon {

    // 静态实例变量,直接初始化
    private static SingleTon instance = new SingleTon();

    // 私有化构造函数
    private SingleTon() {

}

    // 静态public方法,向整个应用提供单例获取方式
    public static SingleTon getInstance() {
        return instance;
    }

}

(二)懒汉式:其特点是延迟加载,即当需要用到此单一实例的时候,才去初始化此单一实例。

public class SingletonA {

    /**  
     * 单例对象实例  
     */
    private static SingletonA instance = null;

    public static SingletonA getInstance() {
        if (instance == null) { //line 12                            
            instance = new SingletonA(); //line 13    
        }
        return instance;
    }
}

在这里要说下懒汉式,因为它具有一定的缺陷,我们可以假设这样的场景:两个线程并发调用Singleton.getInstance(),假设线程一先判断完instance是否为null,既代码中的line 12进入到line 13的位置。刚刚判断完毕后,JVM将CPU资源切换给线程二,由于线程一还没执行line 13,所以instance仍然是空的,因此线程二执行了new Signleton()操作。片刻之后,线程一被重新唤醒,它执行的仍然是new Signleton()操作。

所以对它进行了改良:

public class SingletonB {

    /**  
     * 单例对象实例  
     */
    private static SingletonB instance = null;

    public synchronized static SingletonB getInstance() {
        if (instance == null) { //line 12                            
            instance = new SingletonB(); //line 13    
        }
        return instance;
    }
}

往方法上加了个同步锁,这样就可以保证不会出线程问题了,但是这里有个很大(至少耗时比例上很大)的性能问题。除了第一次调用时是执行了SingletonB的构造函数之外,以后的每一次调用都是直接返回instance对象。返回对象这个操作耗时是很小的,绝大部分的耗时都用在synchronized修饰符的同步准备上,因此从性能上说很不划算。

所以又进行了改进:

public class SingletonC {
    /**  * 单例对象实例  */
    private static SingletonKerriganD instance = null;
    public static SingletonC getInstance() {
        if (instance == null) {
            synchronized(SingletonC.class) {
                if (instance == null) {
                    instance = new SingletonC();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

目前我用的版本也就是这种。然而,网上有人又对这种单例模式进行了改进,因为还是存在缺陷,具体可以去网上拓展下。再说说饿汉式的写法,这种写法不会出现并发问题,在ClassLoader加载类后实例就会第一时间被创建。但饿汉式的创建方式在一些场景中将无法使用:譬如实例的创建是依赖参数或者配置文件的,在getInstance()之前必须调用某个方法设置参数给它,那样这种单例写法就无法使用了。

3.命令模式(Command Pattern)

释义:

把一个请求或者操作封装到一个对象中。命令模式把发出命令的责任和执行命令的责任分割开,委派给不同的对象。命令模式允许请求的一方和发送的一方独立开来,使得请求的一方不必知道接收请求的一方的接口,更不必知道请求是怎么被接收,以及操作是否执行,何时被执行以及是怎么被执行的。

故事理解

俺有一个MM家里管得特别严,没法见面,只好借助于她弟弟在我们俩之间传送信息,她对我有什么指示,就写一张纸条让她弟弟带给我。这不,她弟弟又传送过来一个COMMAND,为了感谢他,我请他吃了碗杂酱面,哪知道他说:“我同时给我姐姐三个男朋友送COMMAND,就数你最小气,才请我吃面。

常见实例

常用的Runnable(在java.lang包下),其实就是用了命令模式,具体的体现过程,可见该博客Runnable下的命令设计模式**

适用场景**:

其实经典的命令模式包括4个角色:
Command:定义命令的统一接口
ConcreteCommand:Command接口的实现者,用来执行具体的命令,某些情况下可以直接用来充当Receiver。
Receiver:命令的实际执行者
Invoker:命令的请求者,是命令模式中最重要的角色。这个角色用来对各个命令进行控制。

命令模式
接下来,就以小菜大鸟去烧烤店,给服务员报菜,然后服务员通知厨师为例子。
Command类
/* 
 * 抽象命令 
 */
abstract class Command {
    protected Barbecuer barbecuer;

    public Command(Barbecuer barbecuer) {
        this.barbecuer = barbecuer;
    }

    // 执行命令  
    public abstract void excuteCommand();
}

(Receiver类)Barbecuer:

/* 
 * 烤肉串者 
 */
class Barbecuer {

    // 烤羊肉串  
    public void bakeMutton() {
        System.out.println("烤羊肉串!");
    }

    // 烤鸡翅  
    public void bakeChickenWing() {
        System.out.println("烤鸡翅!");
    }
} 

(ConcreteCommand类)BakeMuttonCommand、BakeChickenWingCommand

/* 
 * 烤羊肉串命令 
 */
class BakeMuttonCommand extends Command {

    public BakeMuttonCommand(Barbecuer barbecuer) {
        super(barbecuer);
    }

    @Override public void excuteCommand() {
        barbecuer.bakeMutton();
    }

    @Override public String toString() {
        return "命令模式,烤羊肉串命令!";
    }

}

/* 
 * 烤鸡翅命令 
 */
class BakeChickenWingCommand extends Command {

    public BakeChickenWingCommand(Barbecuer barbecuer) {
        super(barbecuer);
    }

    @Override public void excuteCommand() {
        barbecuer.bakeChickenWing();
    }

    @Override public String toString() {
        return "命令模式,烤鸡翅命令!     ";
    }
}  

**(Invoker类)Waiter **:

/* 
 * 服务员 
 */
class Waiter {
    SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
    private List < Command > orders = new ArrayList < Command > ();

    // 设定订单  
    public void setOrder(Command command) {
        orders.add(command);
        System.out.println("增加订单:" + command.toString() + " \t时间:" + simpleDateFormat.format(new Date()));
    }

    // 取消订单  
    public void cancelOrder(Command command) {
        orders.remove(command);
        System.out.println("取消订单:" + command.toString() + " \t时间:" + simpleDateFormat.format(new Date()));
    }

    // 通知全部执行  
    public void notifyA() {
        for (Command command: orders) {
            command.excuteCommand();
        }
    }
} 

Client类实现(如下)

public class CommandMode {
    public static void main(String[] args) {
        // 开店前准备  
        Barbecuer boy = new Barbecuer();
        Command bakeMuttonCommand1 = new BakeMuttonCommand(boy);
        Command bakeMuttonCommand2 = new BakeMuttonCommand(boy);
        Command bakeChickenWingCommand = new BakeChickenWingCommand(boy);
        Waiter girl = new Waiter();

        // 开门营业  
        girl.setOrder(bakeMuttonCommand1);
        girl.setOrder(bakeMuttonCommand2);
        girl.setOrder(bakeChickenWingCommand);

        // 点菜完毕,通知厨房  
        girl.notifyA();
    }
}

总结来说,命令模式是将功能提升到对象来操作,以便对多个功能进行一系列的处理以及封装。
这里要建议下命令模式的使用,当我们不清楚是否需要使用时,一般不用着急去实现它。事实上,在需要的时候通过重构实现这个模式并不困难,只有在真正需要如撤销/恢复操作等功能时,把原来的代码重构为命令模式才有意义。

最后,设计模式的运用,有助于代码的维护与拓展。任何模式的出现,都是为了解决一些特定的场景的耦合问题,以达到对修改封闭,对扩展开放的效果

六种模式,学习它们,提高自己!除了这六种,还有几种比较常用的,接下来会继续思考,继续熟悉!

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