设计模式系列19—桥接模式

1 桥接模式的定义与特点

在现实生活中,某些类具有两个或多个维度的变化,如图形既可按形状分,又可按颜色分。如何设计类似于 Photoshop 这样的软件,能画不同形状和不同颜色的图形呢?如果用继承方式,m 种形状和 n 种颜色的图形就有 m×n 种,不但对应的子类很多,而且扩展困难。

当然,这样的例子还有很多,如不同颜色和字体的文字、不同品牌和功率的汽车、不同性别和职业的男女、支持不同平台和不同文件格式的媒体播放器等。如果用桥接模式就能很好地解决这些问题。

1.1 定义

桥接(Bridge)模式的定义如下:将抽象与实现分离,使它们可以独立变化。它是用组合关系代替继承关系来实现,从而降低了抽象和实现这两个可变维度的耦合度。

1.2 结构

可以将抽象化部分与实现化部分分开,取消二者的继承关系,改用组合关系。
桥接(Bridge)模式包含以下主要角色。

  • 抽象化(Abstraction)角色:定义抽象类,并包含一个对实现化对象的引用。
  • 扩展抽象化(Refined Abstraction)角色:是抽象化角色的子类,实现父类中的业务方法,并通过组合关系调用实现化角色中的业务方法。
  • 实现化(Implementor)角色:定义实现化角色的接口,供扩展抽象化角色调用。
  • 具体实现化(Concrete Implementor)角色:给出实现化角色接口的具体实现。
    image.png

2 桥接模式的优缺点

2.1 优点

桥接(Bridge)模式的优点是:

  • 由于抽象与实现分离,所以扩展能力强;
  • 其实现细节对客户透明。

2.2 缺点

缺点是:由于聚合关系建立在抽象层,要求开发者针对抽象化进行设计与编程,这增加了系统的理解与设计难度。

3 桥接模式的使用场景

如果一个系统需要在构件的抽象化角色和具体化角色之间增加更多的灵活性,避免在两个层次之间建立静态的联系。

抽象化角色和具体化角色都应该可以被子类扩展。在这种情况下,桥接模式可以灵活地组合不同的抽象化角色和具体化角色,并独立化地扩展。

设计要求实现化角色的任何改变不应当影响客户端,或者说实现化角色的改变对客户端是完全透明的。

桥接模式通常适用于以下场景。

  • 当一个类存在两个独立变化的维度,且这两个维度都需要进行扩展时。
  • 当一个系统不希望使用继承或因为多层次继承导致系统类的个数急剧增加时。
  • 当一个系统需要在构建的抽象化角色和具体化角色之间增加更多的灵活性时。

4 桥接模式的实现

  • Implementor : 定义实现接口。
interface Implementor {
    // 实现抽象部分需要的某些具体功能
    public void operationImpl();
}
  • Abstraction : 定义抽象接口。
abstract class Abstraction {
    // 持有一个 Implementor 对象,形成聚合关系
    protected Implementor implementor;
    
    public Abstraction(Implementor implementor) {
        this.implementor = implementor;
    }
    
    // 可能需要转调实现部分的具体实现
    public void operation() {
        implementor.operationImpl();
    }
}
  • ConcreteImplementor : 实现 Implementor 中定义的接口。
class ConcreteImplementorA implements Implementor {
    @Override
    public void operationImpl() {
        // 真正的实现
        System.out.println("具体实现A");
    }    
}

class ConcreteImplementorB implements Implementor {
    @Override
    public void operationImpl() {
        // 真正的实现
        System.out.println("具体实现B");
    }    
}
  • RefinedAbstraction : 扩展 Abstraction 类。
class RefinedAbstraction extends Abstraction {

    public RefinedAbstraction(Implementor implementor) {
        super(implementor);
    }
    
    public void otherOperation() {
        // 实现一定的功能,可能会使用具体实现部分的实现方法,
        // 但是本方法更大的可能是使用 Abstraction 中定义的方法,
        // 通过组合使用 Abstraction 中定义的方法来完成更多的功能。
    }
}
  • 测试代码
public class BridgePattern {
    public static void main(String[] args) {
        Implementor implementor = new ConcreteImplementorA();
        RefinedAbstraction abstraction = new RefinedAbstraction(implementor);
        abstraction.operation();
        abstraction.otherOperation();
    }
}

运行结果

具体实现A
其他操作

5 桥接模式常见问题

5.1 桥接模式的扩展

在软件开发中,有时桥接(Bridge)模式可与适配器模式联合使用。当桥接(Bridge)模式的实现化角色的接口与现有类的接口不一致时,可以在二者中间定义一个适配器将二者连接起来,其具体结构图如图所示。
image.png

更新时间:2020-09-04 09:08:40

本文由 清水河恶霸 创作,如果您觉得本文不错,请随意赞赏
采用 知识共享署名4.0 国际许可协议进行许可
本站文章除注明转载/出处外,均为本站原创或翻译,转载前请务必署名
原文链接:http://ql.magic-seven.top/2020/09/03/设计模式系列19桥接模式.html
最后更新:2020-09-04 09:08:40

评论

Your browser is out of date!

Update your browser to view this website correctly. Update my browser now

×