在Android开发中，设计模式是非常重要的一个方面。它们为开发人员提供了一种可复用、可维护和可扩展的解决方案，许多常见的问题已经有了设计模式的解决方案。在本篇文章中，将会介绍在Android开发中常用的设计模式及其应用场景。
一、单例模式
单例模式是一种经典的设计模式，它确保了一个类在任何情况下都只能有一个实例，并提供了一个全局访问点来访问该实例。
在Android开发中，单例模式通常用于管理应用程序的全局状态，例如：应用程序的配置信息、网络连接对象、数据库连接对象等。
下面是单例模式的示例代码：
public class Singleton {
private static volatile Singleton instance;
private Singleton() {}
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}
在该示例代码中，该类的构造函数被声明为私有的，防止在类外部创建它的实例。在getInstance()方法中，使用double-check locking方式来确保只有在instance为空的情况下才创建对象，并使用volatile修饰符确保线程安全性。
二、观察者模式
观察者模式是一种行为型模式，它定义了一种一对多的依赖关系，使得多个观察者对象可以同时监听一个主题对象的状态变化。
在Android开发中，观察者模式通常用于实现UI的数据更新，例如当一个数据模型的状态发生变化时，所有观察该模型的界面可以同时更新。
下面是观察者模式的示例代码：
public interface Observer {
void onUpdate(Observable observable);
}
public interface Observable {
void addObserver(Observer observer);
void removeObserver(Observer observer);
void notifyObservers();
}
public class DataModel implements Observable {
private List observers = new ArrayList<>();
private int data;
public int getData() {
return data;
}
public void setData(int data) {
if (this.data != data) {
this.data = data;
notifyObservers();
}
}
@Override
public void addObserver(Observer observer) {
observers.add(observer);
}
@Override
public void removeObserver(Observer observer) {
observers.remove(observer);
}
@Override
public void notifyObservers() {
for (Observer observer : observers) {
observer.onUpdate(this);
}
}
}
public class MainActivity implements Observer {
@Override
public void onUpdate(Observable observable) {
if (observable instanceof DataModel) {
DataModel dataModel = (DataModel) observable;
// Update UI with new data
}
}
}
在该示例代码中，DataModel实现了Observable接口，MainActivity实现了Observer接口。当DataModel中的data属性发生变化时，DataModel会调用notifyObservers()方法通知所有观察者，包括MainActivity。然后MainActivity可以在onUpdate()方法中更新UI来反映数据的变化。
三、策略模式
策略模式是一种行为型模式，它定义了一系列算法，将每个算法都封装起来，并且使它们可以互换。策略模式让算法的变化独立于使用它的客户端。
在Android开发中，策略模式通常用于实现复杂算法或业务逻辑，例如：在表单中实现输入验证或者在计算器应用中实现计算功能。
下面是策略模式的示例代码：
public interface CalculationStrategy {
int calculate(int num1, int num2);
}
public class AddStrategy implements CalculationStrategy {
@Override
public int calculate(int num1, int num2) {
return num1 + num2;
}
}
public class SubtractStrategy implements CalculationStrategy {
@Override
public int calculate(int num1, int num2) {
return num1 - num2;
}
}
public class Calculator {
private CalculationStrategy strategy;
public Calculator(CalculationStrategy strategy) {
this.strategy = strategy;
}
public int calculate(int num1, int num2) {
return strategy.calculate(num1, num2);
}
public void setStrategy(CalculationStrategy strategy) {
this.strategy = strategy;
}
}
// Usage example
Calculator calculator = new Calculator(new AddStrategy());
int result = calculator.calculate(5, 3);
calculator.setStrategy(new SubtractStrategy());
result = calculator.calculate(5, 3);
在该示例代码中，AddStrategy和SubtractStrategy类都实现了CalculationStrategy接口，分别实现了加法和减法的算法。Calculator类使用构造函数来接收一个CalculationStrategy实例，并在calculate()方法中调用该实例的calculate()方法来实现具体的算法。然后，该类提供了一个setStrategy()方法，可以在运行时动态地更改算法。
四、建造者模式
建造者模式是一种创建型模式，它将一个复杂对象的构建过程与其表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。
在Android开发中，建造者模式通常用于创建复杂的对象，例如：AlertDialog等。
下面是建造者模式的示例代码：
public class AlertDialog {
private String title;
private String message;
private boolean cancelable;
private List buttons;
private AlertDialog(String title, String message, boolean cancelable, List
buttons) {
this.title = title;
this.message = message;
this.cancelable = cancelable;
this.buttons = buttons;
}
public String getTitle() {
return title;
}
public String getMessage() {
return message;
}
public boolean isCancelable() {
return cancelable;
}
public List
getButtons() {
return buttons;
}
public static class Builder {
private String title;
private String message;
private boolean cancelable;
private List
buttons = new ArrayList<>();
public Builder setTitle(String title) {
this.title = title;
return this;
}
public Builder setMessage(String message) {
this.message = message;
return this;
}
public Builder setCancelable(boolean cancelable) {
this.cancelable = cancelable;
return this;
}
public Builder addButton(AlertDialogButton button) {
buttons.add(button);
return this;
}
public AlertDialog build() {
return new AlertDialog(title, message, cancelable, buttons);
}
}
}
public class AlertDialogButton {
private String text;
private View.OnClickListener listener;
public AlertDialogButton(String text, View.OnClickListener listener) {
this.text = text;
this.listener = listener;
}
public String getText() {
return text;
}
public View.OnClickListener getListener() {
return listener;
}
}
// Usage example
AlertDialog alertDialog = new AlertDialog.Builder(context)
.setTitle("Title")
.setMessage("Message")
.setCancelable(false)
.addButton(new AlertDialogButton("OK", new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
// Handle button click
}
}))
.addButton(new AlertDialogButton("Cancel", new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
// Handle button click
}
}))
.build();
alertDialog.show();
在该示例代码中，AlertDialog类声明了一个Builder类，该类使用流畅接口风格的API来创建AlertDialog对象，并提供了setXXX()方法来设置各种属性。当所有属性都设置完成后，调用build()方法来创建AlertDialog对象，这个过程可以看作是具体构建者的实现。Builder类同时也声明了AlertDialogButton类来实现对按钮的封装。然后，通过调用AlertDialog.Builder类的静态方法，可以使用Builder类创建AlertDialog类的实例。
五、适配器模式
适配器模式是一种结构型模式，它允许不兼容接口之间进行合作。
在Android开发中，适配器模式通常用于显示列表数据，例如：ListView或RecyclerView中的数据适配器。
下面是适配器模式的示例代码：
public interface Item {
int getItemType();
}
public interface ItemViewBinder {
void onBindItemView(ItemViewHolder viewHolder, T item);
}
public class ItemViewHolder extends RecyclerView.ViewHolder {
private SparseArray
views = new SparseArray<>();
public ItemViewHolder(View itemView) {
super(itemView);
}
public
T getView(int viewId) {
View view = views.get(viewId);
if (view == null) {
view = itemView.findViewById(viewId);
views.put(viewId, view);
}
return (T) view;
}
}
public class MultipleTypeAdapter extends RecyclerView.Adapter
{
private List
- items = new ArrayList<>();
private SparseArray
> viewBinders = new SparseArray<>(); public
void register(Class clazz, ItemViewBinder
binder) { viewBinders.put(clazz.hashCode(), binder); } public void setItems(List
-
items) { this.items = items; notifyDataSetChanged(); } @Override public int getItemViewType(int position) { return items.get(position).getItemType(); } @NonNull @Override public ItemViewHolder onCreateViewHolder(@NonNull ViewGroup parent, int viewType) { ItemViewBinder binder = viewBinders.get(viewType); View itemView = LayoutInflater.from(parent.getContext()) .inflate(binder.getLayoutRes(), parent, false); return new ItemViewHolder(itemView); } @Override public void onBindViewHolder(@NonNull ItemViewHolder holder, int position) { Item item = items.get(position); ItemViewBinder binder = viewBinders.get(item.getItemType()); binder.onBindItemView(holder, item); } @Override public int getItemCount() { return items.size(); } } public class TextItem implements Item { private String text; public TextItem(String text) { this.text = text; } @Override public int getItemType() { return TextItem.class.hashCode(); } public String getText() { return text; } } public class TextViewBinder implements ItemViewBinder
{ @Override public void onBindItemView(ItemViewHolder viewHolder, TextItem item) { TextView textView = viewHolder.getView(R.id.text_view); textView.setText(item.getText()); } @LayoutRes @Override public int getLayoutRes() { return R.layout.item_text; } } // Usage example MultipleTypeAdapter adapter = new MultipleTypeAdapter(); adapter.register(TextItem.class, new TextViewBinder()); List
-
items = new ArrayList<>(); items.add(new TextItem("Hello, world!")); items.add(new TextItem("Hello, Android!")); adapter.setItems(items); recyclerView.setAdapter(adapter);
在该示例代码中，Item接口定义列表项，ItemViewBinder接口定义视图绑定器，负责将Item绑定到RecyclerView.ViewHolder中，而ItemViewHolder则表示ViewHolder对象。MultipleTypeAdapter使用SparseArray保存视图绑定器，这样只需要使用Item的类名的hashCode作为key，就可以方便地获取到它对应的视图绑定器。
没有注册的Item类型将会引发运行时异常，因此最好提供默认的视图绑定器。然而这个例子没有提供默认的视图绑定器，因为它只是用来演示适配器的工作原理。
