GOF设计模式——Bridge模式
一、什么是Bridge模式？
讲述之前，先介绍两个关于类层次的重要概念：类的功能层次结构和类的实现层次结构。
1、类的功能层次结构
假如现在有一个父类ClassFarther，它具有一些基本功能，现在希望在业务上新增新的功能时，可以通过编写一个子类ClassSon去继承父类ClassFarther，并将新的功能写在子类里面，这样就构成了类层次结构：
像上面这种层次结构，就称之为“类的功能层次结构”。如果继续想在ClassSon类的基础上增加新功能，那么可以再写一个子类去继承ClassSon。如此类推，当我们要新增功能时，我们可以从各个层次的类中找到最符合自己需求的类，然后以它为父类编写子类。
2、类的实现层次结构
有时候，类似的功能，想要有不同的实现手段，这是可以定义一个抽象类，将需要的方法写在抽象类里面，然后创建多个具体实现类去实现抽象类的方法。这时，类结构可以如下表示：
像上面这种层次结构，就被称为“类的实现层次结构”。
在编程时，为了使得类变得简洁，类功能明确，往往需要将“类的功能层次结构”与“类的实现层次结构”独立出来，那么这个时候就要事先明确开发的意图：“是要增加新功能？还是要增加实现？”，另一方面，将两种层次结构分离开，必然需要一种“媒介”将他们构成联系（因为上面的功能父类不是抽象类，用继承的话，就变成强关联），这个“媒介”，就是这里要说的“Bridge”。
二、Bridge模式的思想
左边是功能层次结构，右边是实现层次结构：
Abstraction类：抽象化的类（并非抽象类），位于“类的功能层次结构”的最上层，定义并实现了一些基本功能方法；
RefinedAbstraction类：改善后的抽象化的类（也并非抽象类），用于新增功能的类；
Implementor类：抽象类，此类位于“类的实现层次结构”的最上层，定义了一些抽象方法；
ConcreteImplementor类：具体实现类，实现了Implementor抽象类的方法。
Abstraction类还定义了一个属性，这是Implementor抽象类的引用，这也是Bridge模式的主角——“Bridge”。这样子就可以通过调用功能类的方法，做到调用实现类的实现手段，其实是使用了“委托”。
三、Bridge模式示例
这里有一个程序，用来“显示一些东西”。
1、Dipsplay类
package com.cjs.bridge;
import com.cjs.templateMethod.AbstractDisplay;
public class Display {
private AbstractDisplayImpl impl;
public Display(AbstractDisplayImpl impl) {
this.impl = impl;
}
public void open() {
impl.rawOpen();
}
public void print() {
impl.rawPrint();
}
public void close() {
impl.rawClose();
}
public final void display() {
open();
print();
close();
}
}
里面定义了AbstractDisplayImpl类型属性impl，在基本功能方法里面，其实是调用impl的方法，这种“委托”的设计，可以有效地降低对具体类的依赖。
2、CountDisplay类
package com.cjs.bridge;
public class CountDisplay extends Display{
public CountDisplay(AbstractDisplayImpl impl) {
super(impl);
}
public void multiDisplay(int times) {
open();
for (int i = 0; i < times; i++) {
print();
}
close();
}
}
multiDisplay()方法是一个增强方法，用于将内容循环打印。
3、AbstractDisplayImpl类
package com.cjs.bridge;
public abstract class AbstractDisplayImpl {
public abstract void rawOpen();
public abstract void rawPrint();
public abstract void rawClose();
}
4、StringDisplayImpl类
package com.cjs.bridge;
public class StringDisplayImpl extends AbstractDisplayImpl {
private String string;
private int width;
public StringDisplayImpl(String string) {
this.string = string;
this.width = string.getBytes().length;
}
@Override
public void rawOpen() {
printLine();
}
private void printLine() {
System.out.print("+");
for (int i = 0; i < width; i++) {
System.out.print("-");
}
System.out.println("+");
}
@Override
public void rawPrint() {
System.out.println("|"+ string + "|");
}
@Override
public void rawClose() {
printLine();
}
}
实现了AbstractDisplayImpl类的抽象方法，用于显示字符串。
5、Main类
package com.cjs.bridge;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Display display1 = new Display(new StringDisplayImpl("Hello, China"));
Display display2 = new Display(new StringDisplayImpl("Hello, Cjs"));
CountDisplay countDisplay = new CountDisplay(new StringDisplayImpl("Hello, IDEA"));
display1.display();
display2.display();
countDisplay.display();
countDisplay.multiDisplay(5);
}
}
输出结果：
四、拓展要点
Bridge模式将类的两种层次结构分离开，有利于独立对他们扩展。当想要增加功能时，只需要在“类的功能层次结构”一侧增加功能类即可，不必对“类的实现层次结构”进行修改，而且，增加后的功能可以被“所有的实现”使用。
继承是强关联，委托是弱关联。在示例的Main中，看似是Display类的对象调用它自己的方法，实际上是AbstractDisplayImpl的实现类对象来做具体动作，这种方式，叫做“委托”，Display类的对象委托AbstractDisplayImpl的实现类对象来完成任务。所谓的弱关联，就是在只有Display类的实例生成时，才与作为参数被传入的类构成关联，即为弱关联，这种关系使得代码很容易改变实现。
五、Bridge模式优点拓展示例
在原示例基础上，实现新的输出效果，如下：
示例一：
示例二：
对于示例一，可以理解为开头是“<”，结尾是“>”，中间内容是“*”的循环，每一行增加一个*；对于示例二，头部和结尾分别是“|”，“-”，中间是“#”，每一行递增两个。
回归到前面提及的一个问题，“是要增加新功能？还是要增加实现？”。已知的功能上，输出样式并不能满足现在的输出效果，所以要添加一个新的功能；另一方面，输出内容已经不是原来固定的“-”或者“+”，而是可以变换的，所以必须实现一个可以根据参数变化的输出内容；即，为了实现上面两个示例，要从类的功能结构和类的实现结构出发。
1、新增功能类：IncraseDisplay
package com.cjs.bridge;
public class IncreaseDisplay extends CountDisplay {
private int step;//设定步长
public IncreaseDisplay(AbstractDisplayImpl impl, int step) {
super(impl);
this.step = step;
}
public void increaseDisplay(int level) {
//level, 循环打印的次数
int count = 0;
for (int i = 0; i < level; i++) {
multiDisplay(count);
count += step;
}
}
}
2、新增实现类：CharDisplayImpl类
package com.cjs.bridge;
public class CharDisplayImpl extends AbstractDisplayImpl {
private char head;
private char body;
private char foot;
public CharDisplayImpl(char head, char body, char foot) {
this.head = head;
this.body = body;
this.foot = foot;
}
@Override
public void rawOpen() {
System.out.print(head);
}
@Override
public void rawPrint() {
System.out.print(body);
}
@Override
public void rawClose() {
System.out.println(foot);
}
}
3、Main类
package com.cjs.bridge;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
// Display display1 = new Display(new StringDisplayImpl("Hello, China"));
// Display display2 = new Display(new StringDisplayImpl("Hello, Cjs"));
// CountDisplay countDisplay = new CountDisplay(new StringDisplayImpl("Hello, IDEA"));
// display1.display();
// display2.display();
// countDisplay.display();
// countDisplay.multiDisplay(5);
IncreaseDisplay d1 = new IncreaseDisplay(new CharDisplayImpl('<', '*', '>'), 1);
IncreaseDisplay d2 = new IncreaseDisplay(new CharDisplayImpl('|', '#', '-'), 2);
d1.increaseDisplay(4);
d2.increaseDisplay(6);
}
}
输出结果：
