设计模式-桥梁模式

桥梁模式 参考 参考2

　　桥梁模式是对象的结构模式。又称为柄体(Handle and Body)模式或接口(Interface)模式。桥梁模式的用意是“将抽象化(Abstraction)与实现化(Implementation)脱耦，使得二者可以独立地变化”。

桥梁模式的用意

　　桥梁模式虽然不是一个使用频率很高的模式，但是熟悉这个模式对于理解面向对像的设计原则，包括“开-闭”原则以及组合/聚合复用原则都很有帮助。理解好这两个原则，有助于形成正确的设计思想和培养良好的设计风格。

　　桥梁模式的用意是“将抽象化(Abstraction)与实现化(Implementation)脱耦，使得二者可以独立地变化”。这句话很短，但是第一次读取这句话的人很可能都会思考良久而不解其意。

　　这句话有三个关键词，也就是抽象化、实现化和脱耦。理解这三个词所代表的概念是理解桥梁模式用意的关键。

• 抽象化

　　从众多的事物中抽取出共同的、本质性的特征，而舍弃其非本质的特征，就是抽象化。例如苹果、香蕉、梨、桃子等，它们共同的特性就是水果。得出水果概念的过程，就是一个抽象化的过程。要抽象，就必须进行比较，没有比较就无法找到在本质上共同的部分。共同特征是指那些能把一类事物与他类事物区分开来的特征，这些具有区分作用的特征又称本质特征。因此抽取事物的共同特征就是抽取事物的本质特征，舍弃非本质的特征。所以抽象化的过程也是一个裁剪的过程。在抽象时，同与不同，决定于从什么角度上来抽象。抽象的角度取决于分析问题的目的。

　　通常情况下，一组对象如果具有相同的特征，那么它们就可以通过一个共同的类来描述。如果一些类具有相同的特征，往往可以通过一个共同的抽象类来描述。

• 实现化

　　抽象化给出的具体实现，就是实现化。

　　一个类的实例就是这个类的实例化，一个具体子类是它的抽象超类的实例化。

• 脱耦

　　所谓耦合，就是两个实体的行为的某种强关联。而将它们的强关联去掉，就耦合的解脱，或者称锐耦。在这里，脱耦是指将抽象化和实现化这间的耦合解脱开，或者说是将它们之间的强关联改成弱关联。

　　所谓强关联，就是在编译时期已经确定的，无法在运行时期动态改变的关联；所谓弱关联，就是可以动态地确定并且可以在运行时期动态地改变的关联。显然，在java语言中，继承关系是强关联，而聚合关系是弱关联。

　　将两个角色之间的继承关系改为聚合关系，就是将它们之间的强关联修改为弱关联。因此，桥梁模式中的所谓脱耦，就是指在一个软件系统的抽象化和实现化之间便用聚合关系而不是继承关系，从而使两者可以相对独立地变化。这就是桥梁模式的用意。

桥梁模式的结构

　　　　　　　　　　　　可以看出，这个系统含有两个等级结构：

一、由抽象化角色和修正抽象化角色组成的抽象化等级结构。

二、由实现化角色和两个具体实现化角色所组成的实现化等级结构。

桥梁模式所涉及的角色有：

• 抽象化(Abstraction)角色：抽象化给出的定义，并保存一个对实现化对象的引用。
• 修正抽象化(RefinedAbstraction)角色：扩展抽象化角色，改变和修改正父类对抽象化的定义。
• 实现化(Implementor)角色：这个角色给出实现化角色的接口，但不给出具体的实现。必顺指出的是，这个接口不一定和抽象化角色的接口定义相同，实际上，这两个接口可以非常不一样。实现化角色应当只给出底层操作，而抽象化角色应当只给出基于底层操作的更高一层的操作。
• 具体实现化(ConcreteImplementor)角色：这个角色给出实现化角色接口的具体实现。

　　对象是对行为的封装，而行为是由方法实现的。在这个示意性系统里，抽象化等级结构中的类封装了operation()方法；而实现化等级结构中的类封装的是opreationImpl()方法。当然，在实际的系统中往往会有多于一个的方法。

　　抽象化待级结构中的方法通过向对应的实现化对象的委派实现自已的功能，这意味着抽象化角色可以通过向不同的实现化对象委派，来达到动态地转换自已的功能的目的。

源代码例子: 提供大中小3种型号的画笔，能够绘制5种不同颜色

 

package Bridge

/**
 * 抽象化角色类，它声明了一个方法operation()，并给出了它的实现。
 * 这个实现是通过向实现化对象的委派(调用operationImpl()方法)实现的。
 *
 * 例子：提供大中小3种型号的画笔，能够绘制5种不同颜色。
 * */
abstract class BrushPenAbstraction {

    protected var impl: ImplementorColor? = null

    fun setImplementor(implementorColor: ImplementorColor){
        this.impl = implementorColor
    }

    /**
     * 每种笔都有自已的实现
     * */
    abstract fun operationDraw()
}

 

package Bridge

/**
 * 实现化角色
 * 颜色的定义
 * */
abstract class ImplementorColor {
    /**
     * 实现抽象部分需要的那些功能
     * */
    abstract fun bePaint():String
}

package Bridge

/**
 * 具体实现化角色
 * 红色的实现
 * */
class ConcreteImplementorRed : ImplementorColor() {

    override fun bePaint():String {
        return "red"
    }
}

package Bridge

/**
 * 绿色的实现
 * */
class ConcreteImplementorGreen:ImplementorColor() {

    override fun bePaint():String {
        return "green"
    }
}

package Bridge

class ConcreteImplementorBlue:ImplementorColor() {
    override fun bePaint(): String {
        return "blue"
    }
}

笔的实现

package Bridge

/**
 * 修正抽象化角色
 * 大笔实现
 * */
class BigPenRefinedAbstraction : BrushPenAbstraction() {

    override fun operationDraw() {
        println("BigPen and ${impl?.bePaint()} drawing.")
    }

}

package Bridge

/**
 * 修正抽象化角色
 * 中笔实现
 * */
class MiddlePenRefinedAbstraction : BrushPenAbstraction() {

    override fun operationDraw() {
        println("MiddlePen and ${impl?.bePaint()} drawing.")
    }
}

package Bridge

abstract class SmallPenRefinedAbstraction:BrushPenAbstraction() {

    override fun operationDraw() {
        println("SmallPen and ${impl?.bePaint()} drawing.")
    }
}

调用

           //红色
            val redColor = ConcreteImplementorRed()

            //大画笔红色
            val bigPenRefinedAbstraction = BigPenRefinedAbstraction()
            bigPenRefinedAbstraction.setImplementor(redColor)
            bigPenRefinedAbstraction.operationDraw()

            //中画笔红色
            val middlePenRefinedAbstraction = MiddlePenRefinedAbstraction()
            middlePenRefinedAbstraction.setImplementor(redColor)
            middlePenRefinedAbstraction.operationDraw()    

结果

BigPen and red drawing.

MiddlePen and red drawing.

 桥梁模式的优缺点

• 优点

一、分离抽象接口及其实现部分。

二、桥接模式提高了系统的可扩充性，在两个变化维度中任意扩展一个维度，都不需要修改系统。

三、实现细节对客户透明，可以对用户隐藏实现细节。

• 缺点

一、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开发。

二、桥接模式要求正确识别出系统中两个独立变化的维度，因此其使用范围具有一定的局限性。