何偉文

（廣州科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子信息系，廣東廣州 510540）

設(shè)計(jì)可重用的面向?qū)ο蟮能浖潜容^困難的。沒有經(jīng)驗(yàn)的開發(fā)人員常常在選擇中猶豫不決，導(dǎo)致他們采用了非對(duì)象技術(shù)。設(shè)計(jì)模式的出現(xiàn)使得重用成功的設(shè)計(jì)和架構(gòu)更為容易。設(shè)計(jì)模式能夠幫助設(shè)計(jì)人員選擇那些可重用的設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)類、對(duì)象交互及其深層次意圖的詳細(xì)說(shuō)明，設(shè)計(jì)模式甚至能提高現(xiàn)有系統(tǒng)的可維護(hù)性和文檔質(zhì)量。簡(jiǎn)言之，設(shè)計(jì)模式能幫助更快的作出正確的設(shè)計(jì)，它同樣可以在移動(dòng)智能系統(tǒng)中加以應(yīng)用。

1 設(shè)計(jì)模式

1.1 簡(jiǎn)介

1995 年，由著名的“四人組”GOF(Gang of Four)合著的《設(shè)計(jì)模式——可復(fù)用面向?qū)ο筌浖幕A(chǔ)》列舉了軟件開發(fā)中的23種經(jīng)典設(shè)計(jì)模式。時(shí)至今日，對(duì)整個(gè)軟件開發(fā)行業(yè)影響深遠(yuǎn)。在軟件開發(fā)中，經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)開發(fā)人員驗(yàn)證、而且可以解決在特定環(huán)境下、重復(fù)出現(xiàn)、特定問(wèn)題的解決方案就是設(shè)計(jì)模式。使用設(shè)計(jì)模式是為了可重用代碼，而且模式是經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的代碼模版，可以達(dá)到代碼更容易讓人理解、也保證了代碼的高可靠性。設(shè)計(jì)模式是軟件行業(yè)中革命性的成果，是無(wú)數(shù)開發(fā)前輩智慧的結(jié)晶，這些模式不僅是經(jīng)驗(yàn)的積累也是簡(jiǎn)潔高效的解決方案，它覆蓋了軟件開發(fā)中具有典型的、有代表性的問(wèn)題，而且這些模式同樣可以應(yīng)用于移動(dòng)智能系統(tǒng)的開發(fā)。

1.2 分類

設(shè)計(jì)模式根據(jù)模式的目的可分為3大類：（1）創(chuàng)建型模式（2）結(jié)構(gòu)性模式（3）行為性模式

每一大類又有若干子類，下面結(jié)合實(shí)例重點(diǎn)闡述--抽象工廠模式 (Abstract Factory)在移動(dòng)應(yīng)用系統(tǒng)中的應(yīng)用與改進(jìn)。

2 抽象工廠模式(Abstract Factory)

2.1 基本概念

每個(gè)模式都是針對(duì)一定問(wèn)題的解決方案。抽象工廠模式面對(duì)的問(wèn)題是多產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。它包括兩個(gè)重要的概念：產(chǎn)品族和產(chǎn)品等級(jí)。

圖1 多產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)

產(chǎn)品族：是指位于不同產(chǎn)品等級(jí)結(jié)構(gòu)中，功能相關(guān)聯(lián)的產(chǎn)品組成的家族。比如AMD的CPU和ADM芯片的主板，組成一個(gè)家族。Intel的CPU和Intel芯片的主板，又組成一個(gè)家族。而這兩個(gè)家族都來(lái)自于兩個(gè)產(chǎn)品等級(jí)：CPU，主板。一個(gè)等級(jí)結(jié)構(gòu)是由相同的結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品組成，示意圖如圖1：

從上圖可以看出，抽象工廠模式的每個(gè)工廠創(chuàng)造出來(lái)的都是一族產(chǎn)品，而不是一個(gè)或者一組。組是可以隨意組合的！ 抽象工廠模式是提供一個(gè)創(chuàng)建一系列相關(guān)或相互依賴對(duì)象的接口，而無(wú)需指定它們具體類。

2.2 UML結(jié)構(gòu)圖

我們先看一下抽象工廠模式的UML結(jié)構(gòu)圖：（圖2）

圖2 抽象工廠模式UML圖

ConcreteProduct:包括 ProductA和 ProductB，對(duì)兩個(gè)抽象產(chǎn)品的具體分類的實(shí)現(xiàn)。AbstractFactory:抽象工廠接口，它里面應(yīng)該包含所有的產(chǎn)品創(chuàng)建的抽象方法。ConcreteFactory:包括ConcreteFactoryA和ConcreteFactoryB，具體的工廠，創(chuàng)建具有特定實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)品對(duì)象。

2.3 抽象工廠模式在移動(dòng)智能系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)

本文以基于Android平臺(tái)使用三層結(jié)構(gòu)開發(fā)的一個(gè)移動(dòng)智能應(yīng)用系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)訪問(wèn)層使用抽象工廠設(shè)計(jì)模式為例，深入研究對(duì)數(shù)據(jù)訪問(wèn)、業(yè)務(wù)邏輯、用戶接口進(jìn)行分離的技術(shù)。

2.3.1 系統(tǒng)需求

這個(gè)系統(tǒng)是一款集日程管理、定位追蹤、防盜于一體的手機(jī)軟件。其中的日程管理功能需求是對(duì)添加的日程要存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中；退出程序后再重新打開，日程數(shù)據(jù)要從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取，然后把數(shù)據(jù)填充到ListView中。日程提醒功能可以啟動(dòng)一個(gè)Activity，彈出對(duì)話框并提示當(dāng)前日程的內(nèi)容信息。具體實(shí)現(xiàn)如圖3、4

圖3 日程列表界面

圖4 日程提醒界面

2.3.2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)圖如圖6

圖5系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)圖

結(jié)構(gòu)圖的最頂層是表現(xiàn)層，它直接跟用戶打交道，而不直接與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行交互。在這里，我們使用了抽象工廠模式，把創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)層實(shí)例的過(guò)程與業(yè)務(wù)層進(jìn)行了分離，業(yè)務(wù)層只能通過(guò)抽象接口的實(shí)現(xiàn)對(duì)象進(jìn)行數(shù)據(jù)的操作，使得業(yè)務(wù)層只認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)訪問(wèn)的抽象接口。而該接口的實(shí)現(xiàn)類對(duì)象由工廠對(duì)象來(lái)生成，這樣，層與層之間不依賴于具體的數(shù)據(jù)類型，實(shí)現(xiàn)了層與層之間的解耦[6]。

2.3.3 系統(tǒng)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)

下面我們遵循"抽象工廠模式"的設(shè)計(jì)思想，實(shí)現(xiàn)這個(gè)移動(dòng)智能應(yīng)用系統(tǒng)。

2.3.3.1 數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)層DAL

（1）抽象數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)層IDAL的接口模板。該模板聲明了最基本的數(shù)據(jù)庫(kù)增、刪、改、查功能，主要代碼如下：

（2）抽象工廠接口編寫。這里只需要用到一個(gè)數(shù)據(jù)訪問(wèn)提供程序createSchedul e－Provider：

（3）、DAL層的實(shí)現(xiàn)

首先定義基本提供程序SQLiteBaseProvider把數(shù)據(jù)訪問(wèn)提供程序共有的部分抽象出來(lái)，然后添加一個(gè)類ScheduleProvider，它繼承SQLiteBaseProvider并實(shí)現(xiàn) IDALSchedule，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問(wèn)中的增、刪、改、查操作。主要代碼如下：

（4）、具體工廠的實(shí)現(xiàn)

當(dāng)封裝好了對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行訪問(wèn)的操作后，通過(guò)具體工廠提供ScheduleProvider的實(shí)例，實(shí)現(xiàn)面向接口的編程，也就實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)層和數(shù)據(jù)層之間的解耦。主要代碼如下：

2.3.3.2 業(yè)務(wù)邏輯層BLL

業(yè)務(wù)邏輯層的設(shè)計(jì)是通過(guò)具體工廠獲得數(shù)據(jù)訪問(wèn)提供程序的實(shí)例，并賦值給i－DALSchedule接口，從而使得對(duì)數(shù)據(jù)的操作都通過(guò)這個(gè)抽象接口來(lái)進(jìn)行，例如：iDALSchedule.selectAll（）。主要代碼如下：

2.3.3.3 表現(xiàn)層UI

Schedule類實(shí)現(xiàn)了OnItemClickListener接口，并實(shí)現(xiàn)了對(duì)ListView的Item單擊事件的監(jiān)聽。主要代碼如下：

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，抽象工廠設(shè)計(jì)模式在移動(dòng)智能系統(tǒng)開發(fā)中具有以下的優(yōu)點(diǎn)：第一，易于交換產(chǎn)品系列，由于具體工廠類，在一個(gè)應(yīng)用中只需要在初始化的時(shí)候出現(xiàn)一次，這就使得改變一個(gè)應(yīng)用的具體工廠變得非常容易。第二，它讓具體的創(chuàng)建實(shí)例與客戶端分離，客戶端是通過(guò)它們的抽象接口操縱實(shí)例，產(chǎn)品的具體類名也被具體工廠的實(shí)現(xiàn)分離，不會(huì)出現(xiàn)在客戶端代碼中。抽象工廠模式只是我們認(rèn)識(shí)設(shè)計(jì)模式的一個(gè)開始，我們可以通過(guò)更深層次的研究，進(jìn)一步設(shè)計(jì)出更多的設(shè)計(jì)模式，進(jìn)而更好的適應(yīng)軟件設(shè)計(jì)需求與發(fā)展。

[1]Alan Shaioway,James R.Trotr.設(shè)計(jì)模式解析[M];北京：人民郵電出版社，2006.

[2](美)弗里曼(Freeman,E.)等.Oreily Taiwan公司譯head first設(shè)計(jì)模式[M];北京：中國(guó)電力出版社，2007-9-1.

[3]劉振安，董蘭芳，劉燕君.面向?qū)ο蠹夹g(shù)與UML[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[4]李寧，Android 開發(fā)權(quán)威指南[M]，北京:人民郵電出版社，2011-09-01

[5](美)羅杰，Android應(yīng)用開發(fā) (李耀亮譯)[M]，北京:人民郵電出版社，2010-09-01

[6]Yong-Hua Cheng，Wen-Kuang Kuo，Szu-Lin Su,An Android system design and implementation for Telematics services,Intelligent Computing and IntelligentSystems(ICIS)，2010:206210