Android 車載應(yīng)用開發(fā)與分析（3）- 構(gòu)建 MVVM 架構(gòu)(Java版)

前言

在大多數(shù)車載系統(tǒng)應(yīng)用架構(gòu)中，一個完整的應(yīng)用往往會包含三層：

HMI
Human Machine Interface，顯示UI信息，進行人機交互。
Service
在系統(tǒng)后臺進行數(shù)據(jù)處理，監(jiān)控數(shù)據(jù)狀態(tài)。
SDK
根據(jù)業(yè)務(wù)邏輯Service對外暴露的通信接口，其他模塊通過它來完成IPC通信。

當(dāng)然并不是所有的應(yīng)用都需要Service，只有不能長久的駐留在內(nèi)存中，且需要監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)和行為的應(yīng)用才需要Service。

舉個例子，系統(tǒng)的OTA需要一個Service在IVI的后臺監(jiān)控云服務(wù)或SOA接口的消息，然后完成升級包的下載等。也需要一個HMI顯示升級的Release Note、確認用戶是否同意升級等，這個HMI往往會被歸納在系統(tǒng)設(shè)置中。Service與HMI之間的IPC通信，則需要暴露一個SDK來完成，這個其他模塊的HMI也可以通過這個SDK完成與Service的IPC通信。

反例則是，Launcher 可以長久的駐留在內(nèi)存，所以它也就不需要Service和SDK。

本篇文章主要講解，如在HMI層中構(gòu)建一個適合車載系統(tǒng)應(yīng)用的MVVM架構(gòu)。本文涉及的源碼：https://github.com/linux-link/CarMvvmArch

MVVM 架構(gòu)分層邏輯

MVVM 架構(gòu)的原理以及與MVC&MVP的區(qū)別，網(wǎng)上已經(jīng)有很多相關(guān)的優(yōu)秀文章，這里就不再贅述，本篇文章將聚焦如何車載應(yīng)用中利用Jetpack組件將 MVVM 架構(gòu)真正落地實現(xiàn)。

圖-1 MVVM架構(gòu)圖

當(dāng)前的Android應(yīng)用的MVVM架構(gòu)分層邏輯，都源自圖-2 Android官方給出的指導(dǎo)建議，我們也同樣基于這套邏輯來實現(xiàn)MVVM架構(gòu)。

圖-2 Android官方推薦的APP架構(gòu)設(shè)計圖

封裝適合車載應(yīng)用 MVVM 框架

車載應(yīng)用相對于手機應(yīng)用來說開發(fā)周期和復(fù)雜度都要小很多，所以我們封裝的重點是View層，ViewModel 層和 Model 層的封裝則會相對簡單一些。

封裝 Model 層

一般來說我們會把訪問網(wǎng)絡(luò)的工具類封裝在Model層，但是車載系統(tǒng)應(yīng)用的 HMI 層通常沒有訪問網(wǎng)絡(luò)的功能，所以 Model 層我們直接留空即可。

public abstract class BaseRepository {

}

封裝 ViewModel 層

VideModel 層的封裝很簡單，只需要將Model的實例傳入，方便 ViewModel 的實現(xiàn)類調(diào)用即可。

封裝 ViewModel

public abstract class BaseViewModel<M extends BaseRepository> extends ViewModel {

    protected M mRepository;

    public BaseViewModel(M repository) {
        mRepository = repository;
    }

    public M getRepository() {
        return mRepository;
    }
}

封裝 AndroidViewModel

public abstract class BaseAndroidViewModel<M extends BaseRepository> extends AndroidViewModel {

    protected M mRepository;

    public BaseAndroidViewModel(Application application, @Nullable M repository) {
        super(application);
        mRepository = repository;
    }

    public M getRepository() {
        return mRepository;
    }
}

封裝 View 層

在 View 層中我們需要引入Databinding和ViewModel，并且定義出 View 的一些實現(xiàn)規(guī)范。

在實際使用中，并不是每一個界面都需要使用MVVM架構(gòu)，所以需要額外封裝一個只引入Databinding的 Frangment 和 Activity

基于 DataBinding 封裝 Fragment

public abstract class BaseBindingFragment<V extends ViewDataBinding> extends BaseFragment {

    private static final String TAG = TAG_FWK + BaseBindingFragment.class.getSimpleName();

    protected V mBinding;

    @Nullable
    @Override
    public View onCreateView(@NonNull LayoutInflater inflater,
                             @Nullable ViewGroup container,
                             @Nullable Bundle savedInstanceState) {
        LogUtils.logV(TAG, "[onCreateView]");
        if (getLayoutId() == 0) {
            throw new RuntimeException("getLayout() must be not null");
        }
        mBinding = DataBindingUtil.inflate(inflater, getLayoutId(), container, false);
        mBinding.setLifecycleOwner(this);
        mBinding.executePendingBindings();
        initView();
        return mBinding.getRoot();
    }

    protected abstract void initView();

    @LayoutRes
    protected abstract int getLayoutId();

    public V getBinding() {
        return mBinding;
    }
}

在 BindingFragment 的基礎(chǔ)上添加 ViewModel

public abstract class BaseMvvmFragment<Vm extends BaseViewModel, V extends ViewDataBinding> extends BaseBindingFragment<V> {

    protected Vm mViewModel;

    @Nullable
    @Override
    public View onCreateView(@NonNull LayoutInflater inflater, @Nullable ViewGroup container, @Nullable Bundle savedInstanceState) {
        initViewModel();
        View view = super.onCreateView(inflater, container, savedInstanceState);
        initObservable(mViewModel);
        if (getViewModelVariable() != 0) {
            mBinding.setVariable(getViewModelVariable(), mViewModel);
        }
        return view;
    }

    @Override
    public void onStart() {
        super.onStart();
        loadData(getViewModel());
    }

    private void initViewModel() {
        Class<Vm> modelClass;
        Type type = getClass().getGenericSuperclass();
        if (type instanceof ParameterizedType) {
            modelClass = (Class<Vm>) ((ParameterizedType) type).getActualTypeArguments()[0];
        } else {
            modelClass = (Class<Vm>) BaseViewModel.class;
        }
        Object  object = getViewModelOrFactory();
        if (object instanceof ViewModel){
            mViewModel = (Vm) object;
        }else if (object instanceof ViewModelProvider.Factory){
            mViewModel = new ViewModelProvider(this, (ViewModelProvider.Factory) object)
                    .get(modelClass);
        }else {
            mViewModel = new ViewModelProvider(this,
                    new ViewModelProvider.NewInstanceFactory()).get(modelClass);
        }
    }

    protected abstract Object getViewModelOrFactory();

    protected abstract int getViewModelVariable();

    protected abstract void initObservable(Vm viewModel);

    protected abstract void loadData(Vm viewModel);

    protected Vm getViewModel() {
        return mViewModel;
    }
}

基于 DataBinding 封裝 Activity

public abstract class BaseBindingActivity<V extends ViewDataBinding> extends BaseActivity {

    protected V mBinding;

    @Override
    protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        if (getLayoutId() == 0) {
            throw new RuntimeException("getLayout() must be not null");
        }
        mBinding = DataBindingUtil.setContentView(this, getLayoutId());
        mBinding.setLifecycleOwner(this);
        mBinding.executePendingBindings();
        initView();
    }

    @LayoutRes
    protected abstract int getLayoutId();

    public V getBinding() {
        return mBinding;
    }

    protected abstract void initView();
}

在 BindingActivity 的基礎(chǔ)上添加 ViewModel

public abstract class BaseMvvmActivity<Vm extends BaseViewModel, V extends ViewDataBinding> extends BaseBindingActivity<V> {

    protected Vm mViewModel;

    @Override
    protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
        initViewModel();
        super.onCreate(savedInstanceState);
        if (getViewModelVariable() != 0) {
            mBinding.setVariable(getViewModelVariable(), mViewModel);
        }
        mBinding.executePendingBindings();
        initObservable(mViewModel);
    }

    @Override
    protected void onStart() {
        super.onStart();
        loadData(mViewModel);
    }

    private void initViewModel() {
        Class<Vm> modelClass;
        Type type = getClass().getGenericSuperclass();
        if (type instanceof ParameterizedType) {
            modelClass = (Class<Vm>) ((ParameterizedType) type).getActualTypeArguments()[0];
        } else {
            modelClass = (Class<Vm>) BaseViewModel.class;
        }
        Object  object = getViewModelOrFactory();
        if (object instanceof BaseViewModel){
            mViewModel = (Vm) object;
        }else if (object instanceof ViewModelProvider.Factory){
            mViewModel = new ViewModelProvider(this, (ViewModelProvider.Factory) object)
                    .get(modelClass);
        }else {
            mViewModel = new ViewModelProvider(this,
                    new ViewModelProvider.NewInstanceFactory()).get(modelClass);
        }
    }

    protected abstract Object getViewModelOrFactory();

    protected abstract int getViewModelVariable();

    protected abstract void initObservable(Vm viewModel);

    protected abstract void loadData(Vm viewModel);

    protected Vm getViewModel() {
        return mViewModel;
    }
}

重點解釋一下幾個abstract的方法

Object getViewModelOrFactory()

返回ViewModel的實例或ViewModelFactory實例

int getViewModelVariable()

返回XML中ViewModel的Variable****Id。例如：BR.viewModel.

void initObservable(Vm viewModel)

在此處操作ViewModel中LiveData的。例如：下面這類方法，都應(yīng)該寫在這個方法體里面。目的是為了便于維護

viewModel.getTempLive().observe(this, new Observer<String>() {
    @Override
    public void onChanged(String temp) {
        LogUtils.logI(TAG, "[onChanged] " + temp);
    }
});

void initView()

在此處進行初始化UI的操作。例如：初始化RecyclerView，設(shè)定ClickListener等等。

void loadData(Vm viewModel)

在此處使用ViewModel進行請求用于初始化UI的數(shù)據(jù)。

基于框架實現(xiàn)MVVM架構(gòu)

接下來我們基于上面封裝的 MVVM 框架，來實現(xiàn)一個最基礎(chǔ)的 MVVM 架構(gòu)下的demo。

定義公共組件

創(chuàng)建 ViewModelFactory

定義ViewModel的實例化方式，單一Module下ViewModel的創(chuàng)建應(yīng)該集中在一個ViewModelFactory中

// default 權(quán)限，不對外部公開此類
class AppViewModelFactory implements ViewModelProvider.Factory {

    // 創(chuàng)建 viewModel 實例
    @NonNull
    @Override
    public <T extends ViewModel> T create(@NonNull Class<T> modelClass) {
        try {
            if (modelClass == HvacViewModel.class) {
                return modelClass.getConstructor(HvacRepository.class, AppExecutors.class)
                        .newInstance(AppInjection.getHvacRepository(), AppExecutors.get());
            } else {
                throw new RuntimeException(modelClass.getSimpleName() + "create failed");
            }
        } catch (NoSuchMethodException | IllegalAccessException
                | InstantiationException | InvocationTargetException exception) {
            exception.printStackTrace();
            throw new RuntimeException(exception);
        }
    }
}

創(chuàng)建 AppInjection

如果應(yīng)用中沒有使用 Dagger 或 Hilt 等依賴注入框架，那么為了便于日后的維護，無論是車載應(yīng)用還是手機應(yīng)用，都建議定義一個AppInjection來將應(yīng)用中的單例、ViewModel、Repository等實例的獲取統(tǒng)一到一個入口程序中。

public class AppInjection {

    // ViewModel 工廠
    private final static AppViewModelFactory mViewModelFactory = new AppViewModelFactory();

    public static <T extends ViewModel> T getViewModel(ViewModelStoreOwner store, Class<T> clazz) {
        return new ViewModelProvider(store, mViewModelFactory).get(clazz);
    }

    public static AppViewModelFactory getViewModelFactory() {
        return mViewModelFactory;
    }

    /**
     * 受保護的權(quán)限,除了ViewModel，其它模塊不應(yīng)該需要Model層的實例
     *
     * @return {@link HvacRepository}
     */
    protected static HvacRepository getHvacRepository() {
        return new HvacRepository(getHvacManager());
    }

    public static HvacManager getHvacManager() {
        return HvacManager.getInstance();
    }

}

構(gòu)建 Model 層

在車載應(yīng)用中 Model 層的主要數(shù)據(jù)源無外乎有三種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)源、HMI本地數(shù)據(jù)源、IPC（進程間通信）數(shù)據(jù)源，其中最常見的是只有IPC數(shù)據(jù)源，三種數(shù)據(jù)源都有的情況往往會出現(xiàn)在主機廠商自行開發(fā)的車載地圖應(yīng)用中。所以我們這里只考慮如何基于IPC數(shù)據(jù)源構(gòu)造Model層

定義一個 XXX``Repository 繼承自 BaseRepository，再根據(jù)業(yè)務(wù)需要定義出我們需要使用的接口，這里的HvacManager就是service提供的用來進行跨進程通信的IPC-SDK中的入口。

public class HvacRepository extends BaseRepository {

    private static final String TAG = IpcApp.TAG_HVAC + HvacRepository.class.getSimpleName();

    private final HvacManager mHvacManager;
    private HvacCallback mHvacViewModelCallback;

    private final IHvacCallback mHvacCallback = new IHvacCallback() {
        @Override
        public void onTemperatureChanged(double temp) {
            if (mHvacViewModelCallback != null) {
                // 處理遠程數(shù)據(jù)，講他轉(zhuǎn)換為應(yīng)用中需要的數(shù)據(jù)格式或內(nèi)容
                String value = String.valueOf(temp);
                mHvacViewModelCallback.onTemperatureChanged(value);
            }
        }
    };

    public HvacRepository(HvacManager hvacManager) {
        mHvacManager = hvacManager;
        mHvacManager.registerCallback(mHvacCallback);
    }

    public void clear() {
        mHvacManager.unregisterCallback(mHvacCallback);
    }

    public void requestTemperature() {
        LogUtils.logI(TAG, "[requestTemperature]");
        mHvacManager.requestTemperature();
    }

    public void setTemperature(int temperature) {
        LogUtils.logI(TAG, "[setTemperature] " + temperature);
        mHvacManager.setTemperature(temperature);
    }

    public void setHvacListener(HvacCallback callback) {
        LogUtils.logI(TAG, "[setHvacListener] " + callback);
        mHvacViewModelCallback = callback;
    }

    public void removeHvacListener(HvacCallback callback) {
        LogUtils.logI(TAG, "[removeHvacListener] " + callback);
        mHvacViewModelCallback = null;
    }

}

Repository通過一個HvacCallback將監(jiān)聽的遠程數(shù)據(jù)處理后返回給ViewModel。

如果應(yīng)用會與多個不同的模塊進行IPC通信，那么建議將這些由不同模塊提供的IPC-SDK封裝在一個Manager中進行統(tǒng)一管理。

構(gòu)建ViewModel

在Jetpack中ViewModel的用途是封裝界面控制器的數(shù)據(jù)，以使數(shù)據(jù)在配置更改后仍然存在。在Android的MVVM 架構(gòu)設(shè)計中，ViewModel是最關(guān)鍵的一層，通過持有Repository的引用來進行外部通信

public class HvacViewModel extends BaseViewModel<HvacRepository> {

    private static final String TAG = IpcApp.TAG_HVAC + HvacViewModel.class.getSimpleName();

    private final HvacRepository mRepository;
    // 線程池框架。某些場景，ViewModel訪問Repository中的方法可能會需要切換到子線程。
    private final AppExecutors mAppExecutors;
    private MutableLiveData<String> mTempLive;

    private final HvacCallback mHvacCallback = new HvacCallback() {
        @Override
        public void onTemperatureChanged(String temp) {
            LogUtils.logI(TAG, "[onTemperatureChanged] " + temp);
            getTempLive().postValue(temp);
        }
    };

    public HvacViewModel(HvacRepository repository, AppExecutors executors) {
        super(repository);
        mRepository = repository;
        mAppExecutors = executors;
        mRepository.setHvacListener(mHvacCallback);
    }

    @Override
    protected void onCleared() {
        super.onCleared();
        mRepository.removeHvacListener(mHvacCallback);
        mRepository.release();
    }

    /**
     * 請求頁面數(shù)據(jù)
     */
    public void requestTemperature() {
        mRepository.requestTemperature();
    }

    /**
     * 將溫度數(shù)據(jù)設(shè)定到Service中
     *
     * @param view
     */
    public void setTemperature(View view) {
        mRepository.setTemperature(getTempLive().getValue());
    }

    public MutableLiveData<String> getTempLive() {
        if (mTempLive == null) {
            mTempLive = new MutableLiveData<>();
        }
        return mTempLive;
    }
}

構(gòu)建View層

最后就是構(gòu)建View層，一把就是Activity/Fragment和XML。

HvacActivity中各個方法含義我們上面封裝BaseMvvmActivity的時候已經(jīng)解釋過了，這里不再贅述。

public class HvacActivity extends BaseMvvmActivity<HvacViewModel, ActivityHvacBinding> {

    private static final String TAG = IpcApp.TAG_HVAC + HvacActivity.class.getSimpleName();

    @Override
    protected int getLayoutId() {
        return R.layout.activity_hvac;
    }

    @Override
    protected Object getViewModelOrFactory() {
        return AppInjection.getViewModelFactory();
    }

    @Override
    protected int getViewModelVariable() {
        return BR.viewModel;
    }

    @Override
    protected void initView() {

    }

    @Override
    protected void initObservable(HvacViewModel viewModel) {
        viewModel.getTempLive().observe(this, new Observer<String>() {
            @Override
            public void onChanged(String temp) {
                LogUtils.logI(TAG, "[onChanged] " + temp);
            }
        });
    }

    @Override
    protected void loadData(HvacViewModel viewModel) {
        viewModel.requestTemperature();
    }
}


<layout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools">

    <data>

        <variable
            name="viewModel"
            type="com.mvvm.hmi.ipc.ui.HvacViewModel" />
    </data>

    <androidx.constraintlayout.widget.ConstraintLayout
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent">

        <Button
            android:id="@+id/btn_confirm"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:layout_marginTop="36dp"
            android:onClick="@{viewModel::setTemperature}"
            android:text="確定"
            app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
            app:layout_constraintHorizontal_bias="0.498"
            app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
            app:layout_constraintTop_toBottomOf="@+id/et_temperature" />

        <EditText
            android:id="@+id/et_temperature"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:layout_marginStart="8dp"
            android:text="@={viewModel.tempLive}"
            app:layout_constraintBottom_toBottomOf="@+id/textView"
            app:layout_constraintStart_toEndOf="@+id/textView"
            app:layout_constraintTop_toTopOf="@+id/textView" />

        <TextView
            android:id="@+id/textView"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:layout_marginStart="24dp"
            android:layout_marginTop="24dp"
            android:text="Temperature:"
            app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
            app:layout_constraintTop_toTopOf="parent" />

    </androidx.constraintlayout.widget.ConstraintLayout>
</layout>

以上就是如何封裝一個適合車載應(yīng)用使用的 MVVM 框架。不知道你有沒有發(fā)現(xiàn)，在HMI中使用AIDL方法。通常是比較麻煩的。我們需要在HMI與Service完成綁定后，我們才能調(diào)用Service中實現(xiàn)的Binder方法。但是示例中我們使用的SDK，并沒進行綁定操作，而是直接進行調(diào)用。關(guān)于如何編寫基于AIDL的SDK，就放到下一章再介紹，感謝您的閱讀。

本文所涉及的源碼請訪問：https://github.com/linux-link/CarMvvmArch

參考資料

應(yīng)用架構(gòu)指南 | Android 開發(fā)者 | Android Developers

最后編輯于：2021.11.15 09:20:53

?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請聯(lián)系作者

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文/花漫我一把揭開白布。她就那樣靜靜地躺著，像睡著了一般。火紅的嫁衣襯著肌膚如雪。梳的紋絲不亂的頭發(fā)上，一...
開封第一講書人閱讀 54,883評論 1贊 321
城市分裂傳說
那天，我揣著相機與錄音，去河邊找鬼。笑死，一個胖子當(dāng)著我的面吹牛，可吹牛的內(nèi)容都是我干的。我是一名探鬼主播，決...
沈念sama閱讀 42,975評論 3贊 439
雙鴛鴦連環(huán)套：你想象不到人心有多黑
文/蒼蘭香墨我猛地睜開眼，長吁一口氣：“原來是場噩夢啊……” “哼！你這毒婦竟也來了？” 一聲冷哼從身側(cè)響起，我...
開封第一講書人閱讀 42,114評論 0贊 286
萬榮殺人案實錄
序言：老撾萬榮一對情侶失蹤，失蹤者是張志新（化名）和其女友劉穎，沒想到半個月后，有當(dāng)?shù)厝嗽跇淞掷锇l(fā)現(xiàn)了一具尸體，經(jīng)...
沈念sama閱讀 48,625評論 1贊 332
?護林員之死
正文獨居荒郊野嶺守林人離奇死亡，尸身上長有42處帶血的膿包…… 初始之章·張勛以下內(nèi)容為張勛視角年9月15日...
茶點故事閱讀 40,555評論 3贊 354
?白月光啟示錄
正文我和宋清朗相戀三年，在試婚紗的時候發(fā)現(xiàn)自己被綠了。大學(xué)時的朋友給我發(fā)了我未婚夫和他白月光在一起吃飯的照片。...
茶點故事閱讀 42,737評論 1贊 369
活死人
序言：一個原本活蹦亂跳的男人離奇死亡，死狀恐怖，靈堂內(nèi)的尸體忽然破棺而出，到底是詐尸還是另有隱情，我是刑警寧澤，帶...
沈念sama閱讀 38,244評論 5贊 355
?日本核電站爆炸內(nèi)幕
正文年R本政府宣布，位于F島的核電站，受9級特大地震影響，放射性物質(zhì)發(fā)生泄漏。R本人自食惡果不足惜，卻給世界環(huán)境...
茶點故事閱讀 43,973評論 3贊 345
男人毒藥：我在死后第九天來索命
文/蒙蒙一、第九天我趴在偏房一處隱蔽的房頂上張望。院中可真熱鬧，春花似錦、人聲如沸。這莊子的主人今日做“春日...
開封第一講書人閱讀 34,362評論 0贊 25
一樁弒父案，背后竟有這般陰謀
文/蒼蘭香墨我抬頭看了看天上的太陽。三九已至，卻和暖如春，著一層夾襖步出監(jiān)牢的瞬間，已是汗流浹背。一陣腳步聲響...
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情欲美人皮
我被黑心中介騙來泰國打工，沒想到剛下飛機就差點兒被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留，地道東北人。一個月前我還...
沈念sama閱讀 51,343評論 3贊 390
代替公主和親
正文我出身青樓，卻偏偏與公主長得像，于是被迫代替她去往敵國和親。傳聞我的和親對象是個殘疾皇子，可洞房花燭夜當(dāng)晚...
茶點故事閱讀 47,699評論 2贊 370

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Android 車載應(yīng)用開發(fā)與分析（3）- 構(gòu)建 MVVM 架構(gòu)(Java版)

Android 車載應(yīng)用開發(fā)與分析（3）- 構(gòu)建 MVVM 架構(gòu)(Java版)

前言

MVVM 架構(gòu)分層邏輯

封裝適合車載應(yīng)用 MVVM 框架

封裝 Model 層

封裝 ViewModel 層

封裝 View 層

基于框架實現(xiàn)MVVM架構(gòu)

定義公共組件

創(chuàng)建 ViewModelFactory

創(chuàng)建 AppInjection

構(gòu)建 Model 層

構(gòu)建ViewModel

構(gòu)建View層

參考資料

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封裝適合車載應(yīng)用 MVVM 框架

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封裝 View 層

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