Android开发中不可容忽视的10大设计模式

一、架构模式：构建可维护的应用基础

  1. MVVM（Model-View-ViewModel）模式

    • 核心思想：通过数据绑定实现UI与业务逻辑解耦。ViewModel管理数据状态，View观察LiveData自动更新。
    • Android应用：
      class UserViewModel : ViewModel() {
    private val _userName = MutableLiveData<String>()
    val userName: LiveData<String> = _userName  // View观察此数据
    fun updateName(name: String) { _userName.value = name }
}
// Activity中观察数据变化
userViewModel.userName.observe(this) { name -> textView.text = name }
    • 优势：避免内存泄漏（自动感知生命周期），支持单向数据流。

  2. Repository模式

    • 作用：统一数据源入口，隔离本地数据库（Room）与远程API（Retrofit）的实现细节。
    • 代码结构：
      class UserRepository(private val localDao: UserDao, private val apiService: ApiService) {
    suspend fun getUsers(): List<User> {
        val remoteUsers = apiService.fetchUsers()  // 网络请求
        localDao.insertAll(remoteUsers)            // 缓存到本地
        return localDao.getAll()
    }
}

二、创建型模式：优化对象创建流程

  1. 单例模式（Singleton）

    • 场景：全局唯一实例（如数据库管理类），避免重复创建资源。
    • 双重校验锁实现（线程安全）：
      class DatabaseManager private constructor() {
    companion object {
        @Volatile private var instance: DatabaseManager? = null
        fun getInstance(): DatabaseManager = instance ?: synchronized(this) {
            instance ?: DatabaseManager().also { instance = it }
        }
    }
}
    • 注意：避免持有Activity引用导致内存泄漏。

  2. 建造者模式（Builder）

    • 应用：简化复杂对象配置（如AlertDialog、Retrofit）。
    • 链式调用示例：
      val dialog = AlertDialog.Builder(context)
    .setTitle("提示")
    .setMessage("确认删除？")
    .setPositiveButton("确定") { dialog, _ -> dialog.dismiss() }
    .create()

三、行为型模式：高效管理对象交互

  1. 观察者模式（Observer）

    • 机制：LiveData/EventBus实现一对多通知，数据变更自动更新UI。
    • LiveData核心：MutableLiveData存储数据，observe()绑定生命周期感知的观察者。

  2. 策略模式（Strategy）

    • 场景：动态切换算法（如支付方式、图片加载策略）。
    • 代码示例：
      interface PaymentStrategy { fun pay(amount: Double) }
class AlipayStrategy : PaymentStrategy {
    override fun pay(amount: Double) { /* 支付宝逻辑 */ }
}
class PaymentProcessor(private val strategy: PaymentStrategy) {
    fun processPayment(amount: Double) { strategy.pay(amount) }
}
// 使用
PaymentProcessor(AlipayStrategy()).processPayment(100.0)

  3. 命令模式（Command）

    • 应用：封装操作为对象（如Runnable、Handler消息），支持队列与撤销。
    • 案例：Handler.post(Runnable)将任务封装为可传递的命令对象。

四、结构型模式：灵活组合对象

  1. 适配器模式（Adapter）

    • 作用：转换接口（如RecyclerView.Adapter绑定数据与视图）。
    • 关键代码：
      class UserAdapter(private val users: List<User>) : RecyclerView.Adapter<UserAdapter.ViewHolder>() {
    inner class ViewHolder(itemView: View) : RecyclerView.ViewHolder(itemView) {
        fun bind(user: User) { /* 绑定数据到View */ }
    }
    override fun onBindViewHolder(holder: ViewHolder, position: Int) {
        holder.bind(users[position])
    }
}

  2. 外观模式（Facade）

    • 场景：简化复杂子系统调用（如Glide封装图片加载流程）。
    • 示例：
      class ImageLoaderFacade(context: Context) {
    fun load(url: String, imageView: ImageView) {
        Glide.with(context).load(url).into(imageView)  // 隐藏网络请求、缓存等细节
    }
}

  3. 代理模式（Proxy）

    • 应用：控制对象访问（如权限检查、图片懒加载）。
    • 缓存代理示例：
      class ImageLoaderProxy : ImageLoader {
    private val realLoader = RealImageLoader()
    private val cache = HashMap<String, Bitmap>()
    override fun load(url: String) {
        cache[url]?.let { showBitmap(it) } ?: realLoader.load(url)  // 优先读缓存
    }
}

五、其他关键模式

  1. 责任链模式

    • 案例：OkHttp拦截器链，每个拦截器处理请求并决定传递。

  2. 装饰器模式

    • Android实现：ContextWrapper包装原始Context，扩展功能而不修改基类。

六、设计模式选择指南

问题类型推荐模式示例场景
全局配置共享单例模式数据库客户端
数据与UI同步观察者模式LiveData监听
动态创建对象工厂模式Retrofit实例化
复杂参数配置建造者模式AlertDialog构建器
算法灵活切换策略模式支付方式选择

总结

设计模式是解决Android开发痛点的利器：

  • 解耦与复用：MVVM和Repository分离关注点，提升测试性；
  • 性能优化：单例模式减少资源消耗，享元模式（如Message.obtain()）复用对象；
  • 扩展性：策略模式支持动态替换算法，装饰器模式灵活添加功能；
  • 代码简洁性：建造者模式简化多参数配置，外观模式封装复杂调用。

建议：

  1. 避免过度设计——优先使用Jetpack组件（ViewModel、LiveData）内置模式；
  2. 组合模式——如MVVM+Repository+观察者构建稳健架构；
  3. 关注生命周期——单例中避免持有View引用，防止内存泄漏。
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