View 和 ViewGroup 中的设计模式——组合模式

View 和 ViewGroup 的 关系

在我们前面对 事件的分发 和 View 的分发中我们可以知道这两者是密不可分的。 其实在源码中我们也可以很清楚的看到这一点: ViewGroup 其实就是一个特殊的View,他是继承于View。

在Android的这个视图层级中,我们可以确定容器一定是ViewGroup,而且只有ViewGroup才能包含其他的View。例如: LinearLayout 里面可以有各种控件 , TextView 、Button 等。但是反过来就不行。

再从源码中我们可以更清楚的看到一点的就是:

public abstract class ViewGroup extends View implements ViewParent, ViewManager

从中我们其实应该猜到了,既然ViewGroup拥有View 的所有非私有方法,既然如此,两者的差别就应该在于ViewGroup 中所实现的 ViewParent 和 ViewManager 上。

ViewManager

public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params);
public void updateViewLayout(View view, ViewGroup.LayoutParams params);
public void removeView(View view);

ViewParent

public void requestLayout();
public boolean isLayoutRequested();
.....

对于ViewGroup来说,自己也封装了一些操作子View的方法。例如:

public View getChildAt(int index) {
    if (index < 0 || index >= mChildrenCount) {
        return null;
    }
    return mChildren[index];
}

ViewGroup除了所实现的这两个接口与Vew不一样外,还有重要的一点就是ViewGroup是抽象类,其将View中的onLayout方法重置为抽象方法,也就是说容器子类必须实现该方法来实现布局定位,我们知道View中的该方法是个空实现,因为对于一个普通的View来说该方法并没有什么实现,但是ViewGroup就不一样,要必须实现。

View # onLayout

protected void onLayout(boolean changed, int left, int top, int right, int bottom) {}

除此之外,在View中比较重要的两个测绘流程的方法onMeasure和onDraw在ViewGroup中都没有被重写,相对于onMeasure方法,在ViewGroup中制加了一些计算子View的方法,如measureChildren、measureChildren withMargins等;而对于onDraw方法,ViewGroup定义了一个dispatchDraw方法来调用其每一个子View的onDraw方法。

View # dispatchDraw

protected void dispatchDraw(Canvas canvas) {}

ViewGroup # dispatchDraw

@Override
protected void dispatchDraw(Canvas canvas) {
    .....
     for (int i = 0; i < childrenCount; i++) {
    .....
        final int childIndex = getAndVerifyPreorderedIndex(childrenCount, i, customOrder);
        final View child = getAndVerifyPreorderedView(preorderedList, children, childIndex);
    .....
        if ((child.mViewFlags & VISIBILITY_MASK) == VISIBLE || child.getAnimation() != null) {
                more |= drawChild(canvas, child, drawingTime);
        }
    ....
    }
}

由此可见,在View中的onLayout、dispatchDraw 都只是一个空方法实现而已。而ViewGroup真的就象一个容器一样,其职责只是负责对子元素的操作而非具体的个体行为。

把 View 和 ViewGroup 抽象出来

现在 把 View 和 ViewGroup 抽象出来成下面的 UML 图。


从图中我们可以清楚的发现,其实,他用到的设计模式就是组合模式。

组合模式

何为组合模式?

介绍

组合模式也称为部分整体模式,结构型设计模式之一,组合模式比较简单,它将一组相似的对象看作一个对象处理,并根据一个树状结构来组合对象,然后提供一个统一的方法去访问相应的对象,以此忽略掉对象与对象集合之间的差别。

用一个典型的例子来说明一下吧。


上面这幅图很明显就是一个树状图。公司可以添加自己的部们,而部们内部就不能再添加部们了。在图中我们看到的总公司和子公司虽然本质不一样,但是在我们的组织结构中是一样的(能添加属于自己的部们),那么我们就可以把部们抽象成叶子结点,把公司抽象成一个分支结点。由此,根据这个性质,显然分枝结点可以增加叶子,而叶子结点不能增加结点。

但是在设计的时候,我们把叶子结点、分枝结点都看成一样的,既都继承于结点。那么叶子结点和父结点都拥有一致的接口,但是不同分枝结点可以增加自己的孩子,而叶子结点却不能。

定义

将对象组合成树形结构以表示“部分、整体”的层次结构,使得用户对单个对象和组合对象具有一致性。

UML图


其实有些时候为了让接口的一致性,我们也稍微的改造一下,改造成如下:


例子

文件和文件夹的抽象类

public abstract  class Dir {

    public String name ;
    
    public Dir (String name){
        this.name = name;
    }
    
    public abstract void addDir(Dir child);
    
    public abstract void removeDir(Dir child);
    
    public abstract void print();
}

文件夹类

public class Folder extends Dir{

    private List<Dir> dirs = new ArrayList<>();
    
    public Folder(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void addDir(Dir child) {
        dirs.add(child);
    }

    @Override
    public void removeDir(Dir child) {
        dirs.remove(child);
    }

    @Override
    public void print() {
        
        System.out.print(name + "(");
        if( dirs != null  ){
            for(int i = 0 ;i<dirs.size();i++){
                dirs.get(i).print();
                if(i!= dirs.size()-1)
                    System.out.print(",");
            }
        }
        System.out.print(")");
    }

}

文件类

public class File extends Dir{


    public File(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void addDir(Dir child) {
        throw new UnsupportedOperationException("文件不支持该操作");
    }

    @Override
    public void removeDir(Dir child) {
        throw new UnsupportedOperationException("文件不支持该操作");
    }

    @Override
    public void print() {
        System.out.print(name);
    }

}

测试

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        Dir diskD = new Folder("D:\\");
        
        diskD.addDir(new File("java.txt"));
        
        Dir vedioFolder = new Folder("视频文件夹");
        Dir musicFolder = new Folder("音乐文件夹");
        Dir photoFolder = new Folder("图片文件夹");
        
        Dir vedioA = new File("电影   A");
        Dir vedioB = new File("电影   B");
        Dir vedioC = new File("电影   C");
        vedioFolder.addDir(vedioA);
        vedioFolder.addDir(vedioB);
        vedioFolder.addDir(vedioC);
        
        Dir musicA = new File("音乐   B");
        musicFolder.addDir(musicA);
        
        Dir photoA = new File("图片   A");
        Dir photoB = new File("图片   B");
        photoFolder.addDir(photoA);
        photoFolder.addDir(photoB);
        
        diskD.addDir(vedioFolder);
        diskD.addDir(musicFolder);
        diskD.addDir(photoFolder);
        
        diskD.print();
        
    }
}

运行结果:

D:(java.txt,视频文件夹(电影 A,电影 B,电影 C),音乐文件夹(音乐 B),图片文件夹(图片 A,图片 B))

优点与缺点

优点:
  1. 组合模式可以清楚地定义分层次的复杂对象,表示对象的全部或部分层次,它让高层模块忽略了层次的差异,方便对整个层次结构进行控制。
  2. 高层模块可以一致地使用一个组合结构或其中单个对象,不必关心处理的是单个对象还是整个组合结构,简化了高层模块的代码。
  3. 在组合模式中增加新的分支结点和叶子结点都很方便,无须对现有类库进行任何修改,符合“开简原则”。
  4. 组合模式为树形结构的面向对象实现提供了一种灵活的解决方案,通过叶子结点分支结点的递归组合,可以形成复杂的树形结构,但对树形结构的控制却非常简单。
缺点:

在新增构件时不好对分支结点类型进行限制,不能依赖类型系统来施加这些约束,因为在大多数情况下,它们都来自于相同的抽象层,此时,必须行时进行类型检查来实现,这个实现过程较为复杂。

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