設(shè)計模式在移動智能系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

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

1 設(shè)計模式

1.1 簡介

1995 年，由著名的“四人組”GOF(Gang of Four)合著的《設(shè)計模式——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)計模式。時至今日，對整個軟件開發(fā)行業(yè)影響深遠。在軟件開發(fā)中，經(jīng)過無數(shù)開發(fā)人員驗證、而且可以解決在特定環(huán)境下、重復(fù)出現(xiàn)、特定問題的解決方案就是設(shè)計模式。使用設(shè)計模式是為了可重用代碼，而且模式是經(jīng)過驗證的代碼模版，可以達到代碼更容易讓人理解、也保證了代碼的高可靠性。設(shè)計模式是軟件行業(yè)中革命性的成果，是無數(shù)開發(fā)前輩智慧的結(jié)晶，這些模式不僅是經(jīng)驗的積累也是簡潔高效的解決方案，它覆蓋了軟件開發(fā)中具有典型的、有代表性的問題，而且這些模式同樣可以應(yīng)用于移動智能系統(tǒng)的開發(fā)。

1.2 分類

設(shè)計模式根據(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)合實例重點闡述--抽象工廠模式 (Abstract Factory)在移動應(yīng)用系統(tǒng)中的應(yīng)用與改進。

2 抽象工廠模式(Abstract Factory)

2.1 基本概念

每個模式都是針對一定問題的解決方案。抽象工廠模式面對的問題是多產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)設(shè)計。它包括兩個重要的概念：產(chǎn)品族和產(chǎn)品等級。

圖1 多產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)

產(chǎn)品族：是指位于不同產(chǎn)品等級結(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，組成一個家族。Intel的CPU和Intel芯片的主板，又組成一個家族。而這兩個家族都來自于兩個產(chǎn)品等級：CPU，主板。一個等級結(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工廠創(chuàng)造出來的都是一族產(chǎn)品，而不是一個或者一組。組是可以隨意組合的！ 抽象工廠模式是提供一個創(chuàng)建一系列相關(guān)或相互依賴對象的接口，而無需指定它們具體類。

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，對兩個抽象產(chǎn)品的具體分類的實現(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)建具有特定實現(xiàn)的產(chǎn)品對象。

2.3 抽象工廠模式在移動智能系統(tǒng)中的實現(xiàn)

本文以基于Android平臺使用三層結(jié)構(gòu)開發(fā)的一個移動智能應(yīng)用系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)訪問層使用抽象工廠設(shè)計模式為例，深入研究對數(shù)據(jù)訪問、業(yè)務(wù)邏輯、用戶接口進行分離的技術(shù)。

2.3.1 系統(tǒng)需求

這個系統(tǒng)是一款集日程管理、定位追蹤、防盜于一體的手機軟件。其中的日程管理功能需求是對添加的日程要存儲在數(shù)據(jù)庫中；退出程序后再重新打開，日程數(shù)據(jù)要從數(shù)據(jù)庫中讀取，然后把數(shù)據(jù)填充到ListView中。日程提醒功能可以啟動一個Activity，彈出對話框并提示當(dāng)前日程的內(nèi)容信息。具體實現(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)庫進行交互。在這里，我們使用了抽象工廠模式，把創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫訪問層實例的過程與業(yè)務(wù)層進行了分離，業(yè)務(wù)層只能通過抽象接口的實現(xiàn)對象進行數(shù)據(jù)的操作，使得業(yè)務(wù)層只認識數(shù)據(jù)訪問的抽象接口。而該接口的實現(xiàn)類對象由工廠對象來生成，這樣，層與層之間不依賴于具體的數(shù)據(jù)類型，實現(xiàn)了層與層之間的解耦[6]。

2.3.3 系統(tǒng)架構(gòu)實現(xiàn)

下面我們遵循"抽象工廠模式"的設(shè)計思想，實現(xiàn)這個移動智能應(yīng)用系統(tǒng)。

2.3.3.1 數(shù)據(jù)庫訪問層DAL

（1）抽象數(shù)據(jù)庫訪問層IDAL的接口模板。該模板聲明了最基本的數(shù)據(jù)庫增、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數(shù)據(jù)訪問提供程序createSchedul e－Provider：

（3）、DAL層的實現(xiàn)

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

（4）、具體工廠的實現(xiàn)

當(dāng)封裝好了對數(shù)據(jù)庫進行訪問的操作后，通過具體工廠提供ScheduleProvider的實例，實現(xiàn)面向接口的編程，也就實現(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)計是通過具體工廠獲得數(shù)據(jù)訪問提供程序的實例，并賦值給i－DALSchedule接口，從而使得對數(shù)據(jù)的操作都通過這個抽象接口來進行，例如：iDALSchedule.selectAll（）。主要代碼如下：

2.3.3.3 表現(xiàn)層UI

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

結(jié)語

綜上所述，抽象工廠設(shè)計模式在移動智能系統(tǒng)開發(fā)中具有以下的優(yōu)點：第一，易于交換產(chǎn)品系列，由于具體工廠類，在一個應(yīng)用中只需要在初始化的時候出現(xiàn)一次，這就使得改變一個應(yīng)用的具體工廠變得非常容易。第二，它讓具體的創(chuàng)建實例與客戶端分離，客戶端是通過它們的抽象接口操縱實例，產(chǎn)品的具體類名也被具體工廠的實現(xiàn)分離，不會出現(xiàn)在客戶端代碼中。抽象工廠模式只是我們認識設(shè)計模式的一個開始，我們可以通過更深層次的研究，進一步設(shè)計出更多的設(shè)計模式，進而更好的適應(yīng)軟件設(shè)計需求與發(fā)展。

[1]Alan Shaioway,James R.Trotr.設(shè)計模式解析[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)計模式[M];北京：中國電力出版社，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