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要坤羿
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1 第 6 章 Abstract Factory 樣式 137

2 138 Google Android 設計招式之美 Android 設計招式之美教材下載

3 第 6 章 Abstract Factory 樣式 139 第 6 章 Abstarct Factory 模式 6.1 Abstract Factory 模式美何在? 大格局的分合自如不知而亦能用之实践 6.2 介绍 Abstract Factory 模式 6.3 Android 框架与 Abstract Factory 模式 Abstract Factory 模式范例 Abstract Factory 与 Observer 模式之组合

4 140 Google Android 設計招式之美 6.1 Abstract Factory 模式美何在? 大格局的分合自如在上一章 ( 第 5 章 ) 的 Observer 模式创造了垂直面的抽换性 ( 或互换性 ), 也就是框架与应用类别的分合自如 ( 或称为 PnP), 其中依赖于 Observer 模式里的抽象类别 ( 即接口 ), 而达到不知而亦能用之效果如下图 : 图 6-1 美好的接口让. 抽象与应用类别分合自如那么, 如何创造水平方向的抽换性呢? 水平方向的抽换性, 就是 Client 类别与 Server 类别之间的独立性例如下图 6-2 里, 如果我们抽换掉 Server 应用类别时,Client 类别并不受影响, 因为 Client 类别呼叫 Factory 抽象类别的函数去诞生 Server 之对象诞生完毕后,Client 类别呼叫 Server 抽象类别的函数去反向呼叫到 Server 应用类别之函数, 就完成了 Client 与 Server 两个类别间之沟通了由于我们抽换掉 Server 应用类别时, 不会影响到 Client 类别, 所以 Server 应用类别具有高度的抽换性从下图 6-2 可以看出来, 这种美好效果是来自于 Factory Method

5 第 6 章 Abstract Factory 樣式 141 模式的贡献让 Server 应用类别像汽车的轮胎一样, 随时可以汰旧换新图 6-2 美好的接口让 Client 与 Server 类别分合自如此图已经展现出 Factory Method 的效益了然而, 我们还可以继续发挥其魅力, 缔造更大格局的分合自如此时,Abstract Factory 模式就派上用场了 Abstract Factory 之美将带来大格局的不知而亦能用效果, 创造更高的抽换性, 让系统能顺畅新陈代谢且无限繁荣

6 142 Google Android 設計招式之美不知而亦能用不知而亦能用之实践在前面第 2 3 章里介绍过 Template Method 与 Factory Metrhod 模式的组合, 它们的组合成为当今许多框架设计之基础, 如下图 : 图 6-3 Template Method 与 Factory Metrhod 模式的组合这是变与不变分离原则的重要表现, 基于此结构的反向控制 ( 即卡榫 ) 机制, 让不变部份与会变部份能够随时组合起来变与不变的分离是手段, 随

7 第 6 章 Abstract Factory 樣式 143 时能结合则是目的所谓分得妙, 合得快就是框架设计的精神所在例如, 在日常生活中, 可以见到汽车的车体与轮胎是分离的, 因为轮胎是年年都得换新 ( 会变 ), 而车体十年不变, 两者分离而得出轮盘 ( 即卡榫 ) 车体与轮胎的分离是手段, 随时能将轮胎换新 ( 重新结合 ) 才是目的降低 Cleint 与 Server 之相依性在上图里,ConcreteClient 类别的 FactoryMethod() 函数内有个指令 : obj = new ConcreteProduct(); 它使用了 "ConcreteProduct" 字眼, 这造成 ConcreteClient 与 ConcreteProduct 两个类别之间的高度相依性 (Dependency) 此时, 可以增添一个 ConcreteFactory 类别, 将 ConcreteClient 与 ConcreteProduct 两类别分隔开来如下图 :

8 144 Google Android 設計招式之美图 6-4 创造不知而亦能用效果兹比较图 6-3 与图 6-4 图 6-3 的不完美之处为 : 必须先撰写 ConcreteProduct 类别 ( 并决定此类别之名称 ), 之后, 才能完成 ConcreteClient 类别之撰写当 ConcreteProduct 类别名称有所更改时, 也必须更改 ConcreteClient 类别之内容图 6-4 的设计就精致多了 ( 表面上看来是复杂多了 ) 于图 6-4 里, 无论是 Client 或 ConcreteClient 类别里都已经没有 "ConcreteProduct" 字眼了在未来的时日里,

9 第 6 章 Abstract Factory 樣式 145 当 ConcreteProduct 类别名称需要变更, 并不必更改 ConcreteClient 类别之内容当人们在撰写 Client 或 ConcreteClient 类别的程序码时, 只需要知道 ConcreteFactory 类别 ( 含名称 ), 并不须要知道 ConcreteProduct 类别 ( 含名称 ), 这就称为不知而亦能用之效果所谓不知而亦能用, 就是对象 A 的设计者, 脑筋只思考到对象 B 的接口 (What) 就行了, 不需要知道对象 B 的实作 (How-to) 内涵, 达到不知 ( 实作 ) 而亦能用的佳境就像您不知道 Intel CPU 的内部设计, 只知道其接口就能使用之请记得,Intel CPU 内有 Intel's Design Inside! 其内部实作细节价值连城, 可以让别人拥有 CPU( 也知道 CPU 接口用法 ), 但不能让别人拥有 CPU 内部的设计 (Design) 思维! 不知而亦能用, 就意味着很容易抽换美好的接口能降低实作面的相依性, 促进系统的新陈代谢所以 GoF 的 <<Design Patterns> 一书里说到 : This so greatly reduces implementation dependencies between subsystems that it leads to the following principles of reusable object-oriented design: Program to an interface, not an implementation. ( 这能大幅降低子系统之间的实作相依性, 因而导出一项屡试不爽的 OOD 设计原则 : 针对接口而写程序, 不要针对实作内涵 ) 当您在设计应用框架时, 别忘了, 拿这句话当做为您的座右铭, 再适当不过了维持变与不变之分离所谓设计 (Design), 就是解开 (De) 既有的结构 (Sign) 的意思刚才已经将 ConcreteClient 与 ConcreteProduct 两者之相依性化解了, 此时产生了一点点小的副作用, 就是变与不变分离的美好状态被破坏了其原因是, 在属于框架的 Client( 不变 ) 抽象类别里,fa 数据的型态是 ConcreteFactory, 而 ConcreteFactory 类别又属于应用程序 ( 会变 ) 部分, 其 "ConcreteFactory" 字眼是会变的因而, 框架里含有会变部份, 有违变与不变分离原则这是框架设计与开发过程中经常会出现的情形, 只要加以调整, 让它恢复变与不变分离的美好状态就行了于是, 针对 ConcreteFactory 类别进行变与不变分离, 抽象出父类别并摆入框架里, 就恢复变与不变分离的美好状态了如下图 :

10 146 Google Android 設計招式之美图 6-5 更精致的框架设计看到上图, 许多人常被其外表所迷惑了, 认为从图 6-3 到图 6-5 是变复杂了, 怎么会是变精致了呢? 这就更凸显设计模式之美的重要性了当我们心中怀有 Factory Method 模式时, 就会觉得上图 6-5 是精致而不是复杂了现在, 兹以 Java 程序码来实现上述的图 6-5 << 撰写程序 >>

11 第 6 章 Abstract Factory 樣式 147 Step-1. 建立一个 Java 应用程序项目 :Ex06-01 Step-2. 撰写 AF 的各类别 // Product.java public abstract class Product { public void template_method() { hook_method(); } protected abstract void hook_method(); } // Factory.java public abstract class Factory { public abstract Product createproduct(); } // Client.java public abstract class Client{ protected Factory fa; private Product obj; public void AnOperation(){ FactoryMethod(); obj = fa.createproduct(); obj.template_method(); } public abstract void FactoryMethod(); } Step-3. 撰写 AP 的各类别 // ConcreteProduct.java public class ConcreteProduct extends Product { protected void hook_method() { System.out.println("ConcreteProduct..."); }}

12 148 Google Android 設計招式之美 // ConcreteFactory.java public class ConcreteFactory extends Factory{ public ConcreteProduct createproduct() { return new ConcreteProduct(); }} // ConcreteClient.java public class ConcreteClient extends Client { public void FactoryMethod() { fa = new ConcreteFactory(); }} Step-4. 撰写 JMain 类别 // JMain.java public class JMain { public static void main(string[] args) { Client c = new ConcreteClient(); c.anoperation(); }} 此应用程序实现了上图 6-5 的结构它含有两项特色 : 因为框架里的类别都没有用到应用类别及其数据或函数之名称, 所以可以开发在先, 而后才开发应用类别这也是变与不变分离之美妙效果因为 ConcreteClient 类别没有用到 ConcreteProduct 类别之名称 ( 即不知而亦能用 ), 所以负责撰写 ConcreteProduct 类别的开发者能随时更改此类别的名称, 而不会牵动 ConcreteClient 类别如此创造了 ConcreteProduct 类别名称变动的自由度, 也就是高度的互换性

13 第 6 章 Abstract Factory 樣式介绍 Abstract Factory 模式由于一个父类别能够衍生出多个子类别, 所以上图 6-5 的美好结构可以加以扩充, 如下图 : 图 6-6 美好结构的扩充这将美好结构加以扩充到整个 Product 类别继承体系在 GoF 的 <<Design Patterns>> 一书里, 称之为 Abstract Factory 模式, 如下图所示 :

14 150 Google Android 設計招式之美图 6-7 GoF 的 Abstract Factory 模式图上图的 Client 只用到父类别 AbstractProductA 和 AbstractProductB, 而不会用到其子类别 ( 如 ProductA1 ProductA2 等 ) 的类别名称数据名称或函数名称因此,Client 与 Product 类别体系的子类别之间是低度相依 (Loosely-coupled) 的, 这是使用 Abstract Factory 模式时所获得的美好效果

15 第 6 章 Abstract Factory 樣式 Android 框架与 Abstract Factory 模式 Abstract Factory 模式范例在 Android 里,Activity 的子类别通常扮演 Client 的角色而 Service 的子类别常常扮演着启动后端服务模块 ( 例如 MediaPlayer 模块 ) 的任务, 其角色与 Abstract Factory 模式的 Factory 类别是一致的, 如下图所示 :

152 Google Android 設計招式之美图 6-8 Android 的 Abstract Factory 模式之例兹撰写一个 Android 应用程序来实现上图 6-8 << 操作情境 >> 此程序执行时, 呈现如下画面 : << 撰写程序 >> Step-1. 建立一个 Android 应用程序项目 :Ex06-02 Step-2.

16 152 Google Android 設計招式之美图 6-8 Android 的 Abstract Factory 模式之例兹撰写一个 Android 应用程序来实现上图 6-8 << 操作情境 >> 此程序执行时, 呈现如下画面 : << 撰写程序 >> Step-1. 建立一个 Android 应用程序项目 :Ex06-02 Step-2. 撰写 mp3player 类别 // mp3player.java package com.misoo.pkzz; import android.content.context; import android.media.mediaplayer; import android.os.binder; import android.os.parcel; import android.util.log;

17 第 6 章 Abstract Factory 樣式 153 public class mp3player extends Binder{ private MediaPlayer mplayer = null; private Context ctx; public mp3player(context cx){ ctx= cx; public boolean ontransact(int code, Parcel data, Parcel reply, int flags) throws android.os.remoteexception { if(code == 1) this.play(); else if(code == 2) this.stop(); return true; } public void play() { if(mplayer!= null) return; mplayer = MediaPlayer.create(ctx, R.raw.test_cbr); try { mplayer.start(); } catch (Exception e) { Log.e("StartPlay", "error: " + e.getmessage(), e); } } public void stop(){ if (mplayer!= null) { mplayer.stop(); mplayer.release(); mplayer = null; } }} Step-3. 撰写 mp3service_factory 类别 // mp3service_factory.java package com.misoo.pkzz; import android.app.service; import android.content.intent; import android.os.ibinder; public class mp3service_factory extends Service { private IBinder mbinder = public void oncreate() { mbinder = new mp3player(getapplicationcontext()); public IBinder onbind(intent intent) { return mbinder; }} Step-4. 撰写 Client 类别 // Client.java package com.misoo.pkzz; import android.app.activity; import android.content.componentname; import android.content.context; import android.content.intent;

18 154 Google Android 設計招式之美 import android.content.serviceconnection; import android.graphics.color; import android.os.bundle; import android.os.ibinder; import android.os.remoteexception; import android.view.view; import android.view.view.onclicklistener; import android.widget.button; import android.widget.linearlayout; import android.widget.textview; public class Client extends Activity implements OnClickListener { private final int WC = LinearLayout.LayoutParams.WRAP_CONTENT; private final int FP = LinearLayout.LayoutParams.FILL_PARENT; private static Client appref = null; private Button btn, btn2, btn3; public TextView tv; private IBinder ib; public static Client getapp() { return appref; } public void btevent(string data) { settitle(data); } public void oncreate(bundle icicle) { super.oncreate(icicle); appref = this; LinearLayout layout = new LinearLayout(this); layout.setorientation(linearlayout.vertical); btn = new Button(this); btn.setid(101); btn.settext("play"); btn.setbackgroundresource(r.drawable.heart); btn.setonclicklistener(this); LinearLayout.LayoutParams param = new LinearLayout.LayoutParams(90, 45); param.topmargin = 10; layout.addview(btn, param); btn2 = new Button(this); btn2.setid(102); btn2.settext("stop"); btn2.setbackgroundresource(r.drawable.heart); btn2.setonclicklistener(this); layout.addview(btn2, param); btn3 = new Button(this); btn3.setid(103); btn3.settext("exit"); btn3.setbackgroundresource(r.drawable.exit_blue); btn3.setonclicklistener(this); layout.addview(btn3, param); tv = new TextView(this); tv.settextcolor(color.white); tv.settext("ready"); LinearLayout.LayoutParams param2

19 第 6 章 Abstract Factory 樣式 155 = new LinearLayout.LayoutParams(FP, WC); param2.topmargin = 10; layout.addview(tv, param2); setcontentview(layout); // startservice(new Intent(this, mp3service_factory.class)); bindservice(new Intent(Client.this, mp3service_factory.class), mconnection, Context.BIND_AUTO_CREATE); } private ServiceConnection mconnection = new ServiceConnection() { public void onserviceconnected(componentname classname, IBinder ibinder) { ib = ibinder; } public void onservicedisconnected(componentname classname) {} }; public void onclick(view v) { switch (v.getid()) { case 101: tv.settext("playing audio..."); settitle("mp3 Music"); try { ib.transact(1, null, null, 0); } catch (RemoteException e) { e.printstacktrace(); } break; case 102: tv.settext("stop"); try { ib.transact(2, null, null, 0); } catch (RemoteException e) { e.printstacktrace(); } break; case 103: finish(); break; } }} << 说明 >> 说明此程序的 Activity 抽象类别反向呼叫到其 Client 子类别的 oncreate() 函数此函数里的指令 : startservice(new Intent(this, mp3service_factory.class)); 就启动了 Service 抽象类别, 反向呼叫了 mp3service_factory 子类别的 oncreate() 函数, 诞生了 mp3player 类别之对象再来执行到指令 : bindservice(new Intent(Client.this, mp3service_factory.class), mconnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);

20 156 Google Android 設計招式之美在透过 Service 抽象类别, 反向呼叫了 mp3service_factory 子类别的 onbind() 函数, 取得了 mp3player 对象的接口参考 (Reference) 值此时会反向呼叫 Client 类别里的 onserviceconnected() 函数 : private ServiceConnection mconnection = new ServiceConnection() { public void onserviceconnected(componentname classname, IBinder ibinder) { ib = ibinder; } public void onservicedisconnected(componentname classname) {} }; 就将 mp3player 对象的接口参考值回传给 ib 变量于是,ib 就参考到 mp3player 对象的接口 ( 即 IBinder) 了此时,Service( 以及 mp3service_factory 类别 ) 父子类别就功成身退了他们就展现了 Abstract Factory 模式的结构及功能, 替 Client 诞生了 mp3player 对象, 并且传回其参考值现在,Client 已经取得 mp3player 对象之接口参考值了接下来, 使用者按下 <play> 按钮时, 就反向呼叫到 onclick() 函数, 其内之指令 : ib.transact(1, null, null, 0); 就呼叫到 IBinder 接口里的 transact() 函数, 进而反向呼叫到 mp3player 的 ontransact() 函数请留意,Client 类别只使用到 IBinder 接口而已, 并未使用到 Binder mp3player 等的类别名称变量名称或函数名称, 维持了 Binder mp3player 等类别的高度的变动自由度, 也实现了不知而亦能用之效果 Abstract Factory 与 Observer 模式之组合虽然上述的 Android 范例程序, 主要是介绍如何心中怀着 Abstract Factory 模式而去欣赏 Android 的 Service 父子类别与 Binder 父子类别之复杂关系 ( 表面看来 ) 然而, 你还可以看到 Abstract Factory 模式与 Observer 模式的联合运用例如下述之指令 :

$BIND_AUTO_CREATE); private ServiceConnection mconnection = new ServiceConnection() { public void onserviceconnected(componentname classname, IBinder ibinder) { ib = ibinder; } public void$

21 第 6 章 Abstract Factory 樣式 157 bindservice(new Intent(Client.this, mp3service_factory.class), mconnection, Context.BIND_AUTO_CREATE); private ServiceConnection mconnection = new ServiceConnection() { public void onserviceconnected(componentname classname, IBinder ibinder) { ib = ibinder; } public void onservicedisconnected(componentname classname) {} }; 这就是 Observer 模式的运用, 让 Service 类别能反向呼叫回来, 才能顺利把 mp3player 对象的接口参考值回传给 Client 类别此外, 从指令 : btn2.setonclicklistener(this); 也可以看出来它也是 Observer 模式之运用 Android 架构之美就是来自于多种设计模式的美妙组合無論在邊疆城市海島山區鄉下, 都能學到最好的 Android 架構體系知識請聽聽高煥堂老師的在線 (online) 課程,100 小時課程僅收 RMB 2250 元, 高老師 37 年來軟件編程功力和精華盡在其中高老師還錄製了 18 小時, 非常珍貴的 " 架構師的策略思考 " 視頻, 放入上述 100 小時的 on-line 課程裡, 歡迎試聽 :

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