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  • [Python设计模式] 第22章 手机型号&软件版本——桥接模式

    github地址:https://github.com/cheesezh/python_design_patterns

    紧耦合程序演化

    题目1

    编程模拟以下情景,有一个N品牌手机,在上边玩一个小游戏。

    class HandsetNGame():
        
        def run(self):
            print("运行N品牌手机游戏")
            
    def main():
        game = HandsetNGame()
        game.run()
        
    main()
    
    运行N品牌手机游戏
    

    题目2

    现在又有一个M品牌的手机,也有小游戏,客户端也可以调用,需要如何改?

    from abc import ABCMeta, abstractmethod
    
    
    class HandsetGame():
        __metaclass__ = ABCMeta
        
        @abstractmethod
        def run(self):
            pass
        
    
    class HandsetNGame(HandsetGame):
        
        def run(self):
            print("运行N品牌手机游戏")
            
            
    class HandsetMGame(HandsetGame):
        
        def run(self):
            print("运行M品牌手机游戏")
    

    点评

    现在不同的手机又要增加通讯录功能,又要如何改?

    那就意味着父类应该是“手机品牌”,下有“手机品牌M”和“手机品牌N”,每个子类下边又各有“通讯录”和“小游戏”。从上到下是个1-2-4的层级结构。

    如果这样的话,那增加一款新的软件,需要在每个手机品牌下边都实现一次,如果新增加一款手机品牌,又需要把所有软件都重写一次。

    继承不一定好?

    对象的继承关系在编译时就定义好了,所以无法在运行时改变从父类继承的实现。子类的实现与它的父类有非常紧密的依赖关系,以至于父类实现中的任何变化都必然会导致子类发生变化。但你需要复用子类时,如果继承下来的实现不适合解决新的问题,则父类必须重写或者被其他更合适的类替换。这种依赖关系限制了灵活性并最终限制了复用性[DP]。

    合成/聚合复用原则

    合成/聚合复用原则,尽量使用合成/聚合,尽量不要使用类继承。

    聚合表示一种弱的“拥有”关系,体现的是A对象可以包含B对象,但是B对象不是A对象的一部分,就如同“大雁”和“雁群”;

    合成表示一种强的“拥有”关系,体现了严格的部分和整体的关系,部分和整体的生命周期一样,就如同“吃饱”和“大雁”;

    优先使用对象的合成/聚合将有助于保持每个类被封装,并被集中在单个任务上。这样类和类继承层次会保持较小规模,并且不太可能增长为不可控制的庞然大物[DP]。

    像“游戏”,“通讯录”等功能都是软件,我们应该让其与手机解耦,也就是再弄一个“手机软件”抽象类。

    松耦合的程序

    from abc import ABCMeta, abstractmethod
    
    
    class HandsetSoft():
        __metaclass__ = ABCMeta
        
        @abstractmethod
        def run(self):
            pass
        
        
    class HandsetGame(HandsetSoft):
        
        def run(self):
            print("run handset game")
            
            
    class HandsetAddressList(HandsetSoft):
        
        def run(self):
            print("run handset address list")
            
            
    class HandsetBrand():
        __metaclass__ = ABCMeta
        
        @abstractmethod
        def run(slef):
            pass
        
        def set_handset_soft(self, soft):
            self.soft = soft
            
            
    class HandsetBrandN(HandsetBrand):
        
        def run(self):
            print("on handset brand N")
            self.soft.run()
            
            
    class HandsetBrandM(HandsetBrand):
        
        def run(self):
            print("on handset brand M")
            self.soft.run()
            
            
    def main():
        brand = HandsetBrandN()
        brand.set_handset_soft(HandsetGame())
        brand.run()
        
        brand.set_handset_soft(HandsetAddressList())
        brand.run()
        
        brand = HandsetBrandM()
        brand.set_handset_soft(HandsetGame())
        brand.run()
        
        brand.set_handset_soft(HandsetAddressList())
        brand.run()
        
    main()
    
    on handset brand N
    run handset game
    on handset brand N
    run handset address list
    on handset brand M
    run handset game
    on handset brand M
    run handset address list
    

    点评

    现在如果要增加音乐播放器,那么只要增加这个类就行,不影响其他任何类。

    class HandsetPlayer(HandsetSoft):
        
        def run(self):
            print("run handset player")
    

    现在如果要增加手机品牌S,也只需要增加一个品牌子类即可。

    这显然也符合了我们之前的开放-封闭原则,这样的设计显然不会修改原来的代码,只要扩展类即可。

    继承也是一种强耦合的结构,所以优先使用对象的合成或聚合,而不是类继承。

    像“手机软件”和“手机品牌”两个抽象类之间进行关联,使得它们的实现部分互相分类,就好像一座桥一样,这就是桥接模式。

    桥接模式

    桥接模式,将抽象部分与它的实现部分分离,使它们可以独立地变化。[DP]

    将抽象部分和实现部分分离,并不是指让抽象类和派生类分离,而是指抽象类和它的派生类用来实现自己的对象。就像刚刚的手机品牌&手机软件之间的关系,既可以按照品牌进行实现,又可以按照软件分类进行实现。由于实现的方式有多种,桥接模式的核心意图就是把这些实现独立出来,让它们各自的变化。这使得每种实现的变化都不会影响其他实现,从而达到应对变化的目的。

    面对真实需求,实现系统可能有多角度分类,每一种分类都可能变化,那么就把这种多角度分离出来让它们独立变化,减少它们之间的耦合。

    在我们需要多角度去分类实现对象,而只用继承会造成大量的类增加,不能满足开放-封闭原则时,就应该考虑使用桥接模式了。

    只要真正深入理解设计原则,很多设计模式其实就是原则的应用而已,或许在不经意间就在使用设计模式了。

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