桥接模式

  • 桥接模式基于类的最小设计原则,通过使用封装、聚合及继承等行为让不同的类承担不同的职责。它的主要特点是把抽象与行为实现分离开来,从而可以保持各部分的独立性以及应对他们的功能扩展
  • 属于结构型模式,它通过提供抽象化和实现化之间的桥接结构,来实现二者的解耦。

  • 这种模式涉及到一个作为桥接的接口,使得实体类的功能独立于接口实现类。这两种类型的类可被结构化改变而互不影响。

意图:将抽象部分与实现部分分离,使它们都可以独立的变化。

主要解决:在有多种可能会变化的情况下,用继承会造成类爆炸问题,扩展起来不灵活。

何时使用:实现系统可能有多个角度分类,每一种角度都可能变化。

如何解决:把这种多角度分类分离出来,让它们独立变化,减少它们之间耦合。

关键代码:抽象类依赖实现类。

优点:

  • 抽象和实现的分离
  • 优秀的扩展能力
  • 实现细节对客户透明。

缺点:

桥接模式的引入会增加系统的理解与设计难度,由于聚合关联关系建立在抽象层,要求开发者针对抽象进行设计与编程。

使用场景:

  1. 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继承联系,通过桥接模式可以使它们在抽象层建立一个关联关系
  2. 对于那些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的系统,桥接模式尤为适用
  3. 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。

注意事项:对于两个独立变化的维度,使用桥接模式再适合不过了。

桥接案例

有一个作为桥接实现的 DrawAPI 接口和实现了 DrawAPI 接口的实体类 RedCircleGreenCircleShape 是一个抽象类,将使用 DrawAPI 的对象。BridgePatternDemo 类使用 Shape 类来画出不同颜色的圆。

创建桥接实现接口

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

创建实现了 DrawAPI 接口的实体桥接实现类

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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 +"]");
}
}

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 接口创建抽象类 Shape

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

创建实现了 Shape 抽象类的实体类

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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 ShapeDrawAPI 类画出不同颜色的圆

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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();
}
}

注意事项

  • 实现了抽象和实现部分的分离,从而极大的提供了系统的灵活性,让抽象部分和实现部分独立开来,这有助于系统进行分层设计,从而产生更好的结构化系统
  • 对于系统的高层部分,只需要知道抽象部分和实现部分的接口就可以了,其它的部分由具体业务来完成
  • 桥接模式替代多层继承方案,可以减少子类的个数,降低系统的管理和维护成本
  • 桥接模式的引入增加了系统的理解和设计难度,由于聚合关联关系建立在抽象层,要求开发者针对抽象进行设计和编程
  • 桥接模式要求正确识别出系统中两个独立变化的维度(抽象、和实现),因此其使用范围有一定的局限性,即需要有这样的应用场景