結構型模式——橋接模式

阿新 • • 發佈：2019-02-16

概述

橋接（Bridge）是用於把抽象化與實現化解耦，使得二者可以獨立變化。這種型別的設計模式屬於結構型模式，它通過提供抽象化和實現化之間的橋接結構，來實現二者的解耦。
這種模式涉及到一個作為橋接的介面，使得實體類的功能獨立於介面實現類。這兩種型別的類可被結構化改變而互不影響。

介紹

意圖

將抽象部分與實現部分分離，使它們都可以獨立的變化。

主要解決

在有多種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。

關鍵程式碼

抽象類依賴實現類

應用例項

豬八戒從天蓬元帥轉世投胎到豬，轉世投胎的機制將塵世劃分為兩個等級，即：靈魂和肉體，前者相當於抽象化，後者相當於實現化。生靈通過功能的委派，呼叫肉體物件的功能，使得生靈可以動態地選擇。
牆上的開關，可以看到的開關是抽象的，不用管裡面具體怎麼實現的。

優點

抽象和實現的分離
優秀的擴充套件能力
實現細節對客戶透明

缺點

橋接模式的引入會增加系統的理解與設計難度，由於聚合關聯關係建立在抽象層，要求開發者針對抽象進行設計與程式設計

使用場景

如果一個系統需要在構件的抽象化角色和具體化角色之間增加更多的靈活性，避免在兩個層次之間建立靜態的繼承聯絡，通過橋接模式可以使它們在抽象層建立一個關聯關係

對於那些不希望使用繼承或因為多層次繼承導致系統類的個數急劇增加的系統，橋接模式尤為適用
一個類存在兩個獨立變化的維度，且這兩個維度都需要進行擴充套件

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

Demo

我們有一個作為橋接實現的 DrawAPI 介面和實現了 DrawAPI 介面的實體類 RedCircle、GreenCircle。Shape 是一個抽象類，將使用 DrawAPI 的物件，我們的演示類使用 Shape 類來畫出不同顏色的圓:
這裡寫圖片描述

建立橋接實現介面

DrawAPI.java

public interface DrawAPI {
   public 
 void drawCircle(int radius, int x, int y);
}

建立實現了 DrawAPI 介面的實體橋接實現類

RedCircle.java

public class RedCircle implements DrawAPI {
   @Override
   public void drawCircle(int radius, int x, int y) {
      System.out.println("Drawing Circle[ color: red, radius: "
         + radius +", x: " +x+", "+ y +"]");
   }
}

GreenCircle.java

public class GreenCircle implements DrawAPI {
   @Override
   public void drawCircle(int radius, int x, int y) {
      System.out.println("Drawing Circle[ color: green, radius: "
         + radius +", x: " +x+", "+ y +"]");
   }
}

使用 DrawAPI 介面建立抽象類 Shape

Shape.java

public abstract class Shape {
   protected DrawAPI drawAPI;
   protected Shape(DrawAPI drawAPI){
      this.drawAPI = drawAPI;
   }
   public abstract void draw();    
}

建立實現了 Shape 介面的實體類

Circle.java

public class Circle extends Shape {
   private int x, y, radius;

   public Circle(int x, int y, int radius, DrawAPI drawAPI) {
      super(drawAPI);
      this.x = x;  
      this.y = y;  
      this.radius = radius;
   }

   public void draw() {
      drawAPI.drawCircle(radius,x,y);
   }
}

使用 Shape 和 DrawAPI 類畫出不同顏色的圓

BridgePatternDemo.java

public class BridgePatternDemo {
   public static void main(String[] args) {
      Shape redCircle = new Circle(100,100, 10, new RedCircle());
      Shape greenCircle = new Circle(100,100, 10, new GreenCircle());

      redCircle.draw();
      greenCircle.draw();
   }
}

輸出

Drawing Circle[ color: red, radius: 10, x: 100, 100]
Drawing Circle[  color: green, radius: 10, x: 100, 100]

總結

當一個抽象類有多個實現時，通常用整合來協調他們。抽象類定義對該抽象的介面，而具體子類則用不同方式加以實現。但是此方法的缺點是將子類的抽象部分和實現部分固定在了一起，使得難以對抽象部分和實現部分進行修改、擴充和重用。
實現抽象化和實現化之間的解耦，具體到上述demo，抽象化指的是 draw redCircle和draw greenCircle，如果不使用橋接模式，一般的實現方法是根據使用者指令的不同（以引數的形式體現），實現不同的draw方法，而使用橋接模式，Circle類不用關心具體如何根據使用者傳入引數的不同實現不同的draw方法（即實現化部分），Circle類只需要根據使用者傳入介面的不同調用draw方法即可，具體的實現全都交給了DrawAPI（GreenCircle、ReadCircle）來做，即將draw這個功能的抽象化放在Circle類，實現化放在DrawAPI（GreenCircle、ReadCircle），從而實現了抽象化和例項化的分離。