桥接模式

2021-09-13

一、概述

桥接模式用于处理多维度的变化。桥接模式用一种巧妙的方式处理多层继承存在的问题，用抽象关联取代了传统的多层继承，将类之间的静态继承关系转换为动态的对象组合关系，使得系统更加灵活，并易于扩展，同时有效控制了系统中类的个数。

桥接模式的定义为：将抽象部分与它的实现部分分离，使它们都可以独立地变化。它是一种对象结构型模式，又称为柄体(Handle and Body)模式或接口(Interface)模式。

桥接模式的结构图如图所示：

二、示例代码

桥接模式体现了包括“单一职责原则”、“开闭原则”、“合成复用原则”、“里氏代换原则”、“依赖倒转原则”等。

在实现时，将具有两个独立变化维度的类的一些普通业务方法和与之关系最密切的维度设计为“抽象类”层次结构（抽象部分），而将另一个维度设计为“实现类”层次结构（实现部分）。

桥接模式主要包括抽象部分的抽象类Abstraction、扩充的抽象类RefinedAbstraction、实现部分的实现类接口Implementor以及具体实现类ConcreteImplementor。

对于实现部分，典型的实现类接口Implementor代码如下：

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public interface Implementor {
  public void operationImp();
}

对于抽象部分，典型的抽象类Abstraction代码如下：

public abstract class Abstraction {
  protected Implementor impl;//定义实现类接口对象
  public void setImpl(Implementor impl) {
    this.impl = impl;
  }
  public abstract void operation(); //声明抽象业务方法
}

抽象类的子类称为扩充抽象类或细化抽象类(RefinedAstraction)，典型的RefinedAstraction类代码如下：

public class RefinedAbstraction extends Abstraction {
  public void operation() {
    //业务代码
    impl.operationImpl();	//调用实现类的方法
    //业务代码
  }
}

桥接模式用于系统的初步设计，对于存在两个独立变化维度的类可以将其分为抽象化和实现化两个角色，使它们可以分别进行变化；而在初步设计完成之后，当发现系统与已有类无法协同工作时，可以采用适配器模式。

三、demo

用不同大小的毛笔画出不同颜色的物体。

实现类Implementor代码如下：

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public interface Color {
    void bePaint(String penType, String name);
}

抽象类Abstraction代码如下：

public abstract class Pen {

    protected Color color;

    public void setColor(Color color) {
        this.color = color;
    }

    public abstract void draw(String name);
}

扩充抽象类RefinedAbstraction典型代码如下：

public class SmallPen extends Pen{
    @Override
    public void draw(String name) {
        String penType = "小号毛笔绘制";
        this.color.bePaint(penType,name);
    }
}

public class MiddlePen extends Pen{
    @Override
    public void draw(String name) {
        String penType = "中号毛笔绘制";
        this.color.bePaint(penType,name);
    }
}

public class BigPen extends Pen{
    @Override
    public void draw(String name) {
        String penType = "大号毛笔绘制";
        this.color.bePaint(penType,name);
    }
}

具体的实现类ConcreteImplementor代码如下：

public class Black implements Color{
    @Override
    public void bePaint(String penType, String name) {
        System.out.println(penType + "黑色的" + name);
    }
}

public class Red implements Color{
    @Override
    public void bePaint(String penType, String name) {
        System.out.println(penType + "红色的" + name);
    }
}

1	public class White implements Color{ @Override public void bePaint(String penType, String name) { System.out.println(penType + "白色的" + name); }}

客户端调用代码如下：

public class White implements Color{
    @Override
    public void bePaint(String penType, String name) {
        System.out.println(penType + "白色的" + name);
    }
}

运行结果为：

四、总结

1. 优点

分离抽象接口及其实现部分。桥接模式使用“对象间的关联关系”解耦了抽象和实现之间固有的绑定关系，使得抽象和实现可以沿着各自的维度来变化。所谓抽象和实现沿着各自维度的变化，也就是说抽象和实现不再在同一个继承层次结构中，而是“子类化”它们，使它们各自都具有自己的子类，以便任何组合子类，从而获得多维度组合对象。
在很多情况下，桥接模式可以取代多层继承方案，多层继承方案违背了“单一职责原则”，复用性较差，且类的个数非常多，桥接模式是比多层继承方案更好的解决方法，它极大减少了子类的个数。
桥接模式提高了系统的可扩展性，在两个变化维度中任意扩展一个维度，都不需要修改原有系统，符合“开闭原则”。

2. 缺点

桥接模式的使用会增加系统的理解与设计难度，由于关联关系建立在抽象层，要求开发者一开始就针对抽象层进行设计与编程。
桥接模式要求正确识别出系统中两个独立变化的维度，因此其使用范围具有一定的局限性，如何正确识别两个独立维度也需要一定的经验积累。

3. 总结

如果一个系统需要在抽象化和具体化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关系，通过桥接模式可以使它们在抽象层建立一个关联关系。
“抽象部分”和“实现部分”可以以继承的方式独立扩展而互不影响，在程序运行时可以动态将一个抽象化子类的对象和一个实现化子类的对象进行组合，即系统需要对抽象化角色和实现化角色进行动态耦合。
一个类存在两个（或多个）独立变化的维度，且这两个（或多个）维度都需要独立进行扩展。
对于那些不希望使用继承或因为多层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。