設計模式文章

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抽象工廠模式詳解 —— head first 設計模式

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策略模式

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建造者模式 (Builder)

概述

在現實生活中，某些類具有兩個或多個維度的變化，如圖形既可按形狀分，又可按顏色分。如何設計類似於 Photoshop 這樣的軟體，能畫不同形狀和不同顏色的圖形呢？如果用繼承方式，m 種形狀和 n 種顏色的圖形就有 m×n 種，不但對應的子類很多，而且擴充套件困難。

當然，這樣的例子還有很多，如不同顏色和字型的文字、不同品牌和功率的汽車、不同性別和職業的男女、支援不同平臺和不同檔案格式的媒體播放器等。如果用橋接模式就能很好地解決這些問題。

橋接模式的定義與特點

橋接（Bridge）模式的定義如下：將抽象與實現分離，使它們可以獨立變化。它是用組合關係代替繼承關係來實現，從而降低了抽象和實現這兩個可變維度的耦合度。

橋接（Bridge）模式的優點是：

• 由於抽象與實現分離，所以擴充套件能力強；

• 其實現細節對客戶透明。

缺點是：由於聚合關係建立在抽象層，要求開發者針對抽象化進行設計與程式設計，這增加了系統的理解與設計難度。

橋接模式的結構與實現

主要解決：在多維可能會變化的情況下，用繼承會造成類爆炸問題，擴充套件起來不靈活。

何時使用：實現系統可能有多個角度分類，每一種角度都可能變化。

如何解決：把這種多角度分類分離出來，讓它們獨立變化，減少它們之間耦合。

注意事項：對於兩個獨立變化的維度，使用橋接模式再適合不過了。

結構

可以將抽象化部分與實現化部分分開，取消二者的繼承關係，改用組合關係。

橋接（Bridge）模式包含以下主要角色。

• 抽象化（Abstraction）角色：定義抽象類，幷包含一個對實現化物件的引用。

• 擴充套件抽象化（Refined Abstraction）角色：是抽象化角色的子類，實現父類中的業務方法，並通過組合關係調用實現化角色中的業務方法。

• 實現化（Implementor）角色：定義實現化角色的介面，供擴充套件抽象化角色呼叫。

• 具體實現化（Concrete Implementor）角色：給出實現化角色介面的具體實現。

模式示例

1、定義實現類介面（Implementor）

public interface Implementor {

    public void operationImpl();
}

2、定義具體實現類（ConcreteImplementor）A和B

public class ConcreteImplementorA implements Implementor{
 
    @Override
    public void operationImpl() {
        System.out.println("型別A");
    }
}

public class ConcreteImplementorB implements Implementor{
 
    @Override
    public void operationImpl() {
        System.out.println("型別B");
    }
}

3、定義抽象類（Abstraction）

public abstract class Abstraction {
 
    public Implementor implementor;
    
    public void setImplementor(Implementor implementor) {
        this.implementor = implementor;
    }
 
    public abstract void operation();
}

4、定義擴充抽象類（Refined Abstraction）

public class RefinedAbstraction extends Abstraction{
 
    @Override
    public void operation() {
        implementor.operationImpl();
    }
}

5、測試程式碼如下：

public class TestMain {
 
    public static void main(String[] args) {
        Abstraction a = new RefinedAbstraction();
        a.setImplementor(new ConcreteImplementorA());
        a.operation();
    }
}

示例分析

我們都去買過手機，手機按照品牌分可以分為華為、小米、oppo、vivo 等品牌，如果這些手機按照記憶體分又可以分為 4G、6G、8G 等等。假如我們每一種手機都想要玩一下，至少需要 4*3 個。這對我們來說這些手機也太多了，竟然有 12 個，最主要的是手機品牌和記憶體是放在一起的。現在有這樣一種機制，手機牌品商是一個公司，做手機記憶體的是一個公司，想要做什麼手機我們只需要讓其兩者搭配起來即可。有點類似於全球貿易分工明確的思想，這就是橋接模式，把兩個不同維度的東西橋接起來。

1、定義實現類介面（Implementor），這裡定義手機記憶體介面：

/*Implementor:定義手機記憶體介面*/
public interface Memory {
    public void addMemory();
}

2、定義具體實現類（ConcreteImplementor），這裡指具體的記憶體，記憶體這裡定義了兩種一種是 6G，一種是 8G

/*ConcreteImplementor:具體實現類1*/
public class Memory6G implements Memory{
    @Override
    public void addMemory() {
        System.out.println("手機裝了6G記憶體");
    }
}

/*ConcreteImplementor:具體實現類2*/
public class Memory8G implements Memory{
    @Override
    public void addMemory() {
        System.out.println("手機裝了8G記憶體");
    }
}

3、定義抽象類（Abstraction），這裡指手機

/*Abstraction:手機抽象類*/
public abstract class Phone {
 
    public Memory memory;
    
    public void set(Memory memory) {
        this.memory = memory;
    }
    public abstract void buyPhone();
}

4、定義擴充抽象類（Refined Abstraction），這裡指具體的手機品牌，以華為和小米為例

public class HuaWei extends Phone{
 
    public void buyPhone() {
        memory.addMemory();
        System.out.println("購買華為手機");
    }
}

public class XiaoMi extends Phone{
 
    public void buyPhone() {
        memory.addMemory();
        System.out.println("購買小米手機");
    }
}

5、測試程式碼如下：

public class TestMain {
 
    public static void main(String[] args) {
        //讓華為搭配8G記憶體
        Phone huawei = new HuaWei();
        huawei.set(new Memory8G());
        huawei.buyPhone();
        
        //讓小米搭配6G記憶體
        Phone xiaomi = new XiaoMi();
        xiaomi.set(new Memory6G());
        xiaomi.buyPhone();
    }
}

6、輸出結果如下：

從程式碼就可以看出，購買手機的時候，品牌和記憶體兩個維度是分開的，這樣後續品牌和記憶體之間是可以獨立變化，而不會影響到另一個類。

橋接模式與策略模式的區別

橋接模式如下：

策略如下：

在橋接中，Abstraction 通過聚合方式引用 Implementor.

在策略中，Context 也通過聚合引用 Strategy.

橋接 (Bridge) 模式是結構型模式的一種，而策略 (strategy) 模式則屬於行為模式。

從他們的結構圖可知，在這兩種模式中，都存在一個物件使用聚合的方式引用另一個物件的抽象介面的情況，而且該抽象介面的實現可以有多種並且可以替換。可以說兩者在表象上都是呼叫者與被呼叫者之間的解耦，以及抽象介面與實現的分離。

那麼兩者的區別體現在什麼地方呢？

1. 首先，在形式上，兩者還是有一定區別的，對比兩幅結構圖，我們可以發現，在橋接模式中不僅 Implementor 具有變化（ConcreateImplementior），而且 Abstraction 也可以發生變化（RefinedAbstraction），而且兩者的變化是完全獨立的，RefinedAbstraction 與 ConcreateImplementior 之間鬆散耦合，它們僅僅通過 Abstraction 與 Implementor 之間的關係聯絡起來。而在策略模式中，並不考慮Context的變化，只有演算法的可替代性。

2. 其次在語意上，橋接模式強調 Implementor 介面僅提供基本操作，而 Abstraction 則基於這些基本操作定義更高層次的操作。而策略模式強調 Strategy 抽象介面的提供的是一種演算法，一般是無狀態、無資料的，而 Context 則簡單呼叫這些演算法完成其操作。

3. 橋接模式中不僅定義 Implementor 的介面而且定義 Abstraction 的介面，Abstraction 的介面不僅僅是為了與 Implementor 通訊而存在的，這也反映了結構型模式的特點：通過繼承、聚合的方式組合類和物件以形成更大的結構。在策略模式中，Startegy 和 Context 的介面都是兩者之間的協作介面，並不涉及到其它的功能介面，所以它是行為模式的一種。行為模式的主要特點就是處理的是物件之間的通訊方式，往往是通過引入中介者物件將通訊雙方解耦，在這裡實際上就是將 Context 與實際的演算法提供者解耦。

所以相對策略模式，橋接模式要表達的內容要更多，結構也更加複雜。橋接模式表達的主要意義其實是介面隔離的原則，即把本質上並不內聚的兩種體系區別開來，使得它們可以鬆散的組合，而策略在解耦上還僅僅是某一個演算法的層次，沒有到體系這一層次。從結構圖中可以看到，策略的結構是包容在橋接結構中的，橋接中必然存在著策略模式，Abstraction 與 Implementor 之間就可以認為是策略模式，但是橋接模式一般 Implementor 將提供一系列的成體系的操作，而且 Implementor 是具有狀態和資料的靜態結構。而且橋接模式 Abstraction 也可以獨立變化。

參考文章

策略模式與橋接模式區別

橋接模式