设计模式07： Bridge 桥接模式（结构型模式）

Bridge 桥接模式（结构型模式）

抽象与实现

抽象不应该依赖于实现细节，实现细节应该依赖于抽象。

抽象B稳定，实现细节b变化

问题在于如果抽象B由于固有的原因，本身并不稳定，也有可能变化，怎么办？

 

举例来说

　　假如我们需要开发一个同时支持PC和手机的坦克游戏，游戏在PC和手机上功能都一样，都有同样的类型，面临同样的需求变化，比如坦克可能有多种不同的型号：T50，T75，T90……

对于其中坦克设计，我们可能很容易设计出来一个Tank的抽象基类：

    /// <summary>
    /// 抽象Tank
    /// </summary>
    public abstract class Tank
    {
        public abstract void Shot();
        public abstract void Run();
        public abstract void Turn();
    }

    //各种实现
    public class T50 : Tank
    {
        //……
    }
    public class T75 : Tank
    {
        //……
    }
    public class T90 : Tank
    {
        //……
    }

另外的变化原因

但是PC和手机上的图形绘制、生效、操作等实现完全不同……因此对于各种型号的坦克，都要提供各种不同平台上的坦克的实现：

    //PC平台实现
    public class PCT50 : T50
    {
        //……
    }
    public class PCT75 : T75
    {
        //……
    }
    public class PCT90 : T90
    {
        //……
    }
    //手机平台实现
    public class MobileT50 : T50
    {
        //……
    }
    public class MobileT75 : T75
    {
        //……
    }
    public class MobileT90 : T90
    {
        //……
    }

这样的设计会带来很多问题：有很多重复代码，类的结构过于复杂，难以维护，最致命的是引入任何新平台，比如在TV上的Tank游戏，都会让整个类层级结构复杂变化。

 

动机（Motivation）

思考上述问题的症结：事实上由于Tank类型的固有逻辑，使得Tank类型具有了两个变化的维度——一个变化的维度为“平台的变化”，一个变化的维度为“型号的变化”。

如何应对这种“多维度的变化”？如何利用面向对象技术使得Tank类型可以轻松地沿着“平台”和“型号”两个方向变化，而不引入额外的复杂度？

 

意图（Intent）

将抽象部分与现实部分分离，使它们可以独立地变化。——《设计模式》GoF

 

代码示例：

    //平台
    public abstract class TankPlatformImplementation
    {
        public abstract void MoveTankTo(Point to);
        public abstract void DrawTank();
        public abstract void DoShot();
    }
    //PC平台
    public class PCTankImplementation : TankPlatformImplementation
    {
        public override void MoveTankTo(Point to)
        {
            //……
        }

        public override void DrawTank()
        {
            //……
        }

        public override void DoShot()
        {
            //……
        }
    }
    //手机平台
    public class MobileTankImplementation : TankPlatformImplementation
    {
        public override void MoveTankTo(Point to)
        {
            //……
        }

        public override void DrawTank()
        {
            //……
        }

        public override void DoShot()
        {
            //……
        }
    }

    /// <summary>
    /// 抽象Tank
    /// </summary>
    public abstract class Tank
    {
        protected TankPlatformImplementation tankImpl;

        public Tank(TankPlatformImplementation tankImpl)
        {
            this.tankImpl = tankImpl;
        }

        public TankPlatformImplementation TankImpl
        {
            get { return this.tankImpl; }
            set { this.tankImpl = tankImpl; }
        }
        public abstract void Shot();
        public abstract void Run();
        public abstract void Turn();
    }

    //各种实现
    public class T50 : Tank
    {
        public T50(TankPlatformImplementation tankImpl):base(tankImpl)
        {
                
        }
        public override void Shot()
        {
            //……
        }

        public override void Run()
        {
            //……
        }

        public override void Turn()
        {
            //……
        }
    }
    public class T75 : Tank
    {
        public T75(TankPlatformImplementation tankImpl):base(tankImpl)
        {
                
        }
        public override void Shot()
        {
            //……
        }

        public override void Run()
        {
            //……
        }

        public override void Turn()
        {
            //……
        }
    }
    public class T90 : Tank
    {
        public T90(TankPlatformImplementation tankImpl):base(tankImpl)
        {
                
        }
        public override void Shot()
        {
            //……
        }

        public override void Run()
        {
            //……
        }

        public override void Turn()
        {
            //……
        }
    }

    //调用
    public class App
    {
        public static void Main()
        {
            TankPlatformImplementation tankImpl=new MobileTankImplementation();//手机平台调用
            T50 tankT50=new T50(tankImpl);
        }
    }

将一个事物中多个维度的变化分离，使它们可以独立地变化

Bridge模式的几个要点

Bridge模式使用“对象间的组合关系”解耦了抽象和现实之间固有的绑定关系，使得抽象（Tank的型号）和实现（不同的平台）可以沿着各自的维度来变化。

所谓抽象和实现可以沿着各自维度变化，即“子类化”它们，比如Tank型号子类，和不同的平台子类。得到各个子类之后，便可以任意组合它们，从而获得不同平台的不同型号。

Bridge模式有时候类似于多继承方案，但是多继承方案往往违背单一职责原则（即一个类只有一个变化的原因），复用性比较差。Bridge模式是比多继承方案更好的解决办法。

Bridge模式的应用一般在“两个非常强的变化维度”，有时候即使有两个变化的维度，但是某个方向的变化维度并不剧烈——换言之两个变化不会导致纵横交错的结果，并不一定要使用Bridge模式。