简说设计模式——桥接模式

一、什么是桥接模式

　　桥接模式，又叫桥梁模式，顾名思义，就是有座“桥”，那这座桥是什么呢？就是一条聚合线（下方UML图），比如我们下面会举的例子，手机有手机品牌和手机游戏等等，每个手机品牌都有多款游戏，那是不是二者之间就是聚合关系了，这是合成/聚合复用原则的体现，当我们发现类有多层继承时就可以考虑使用桥接模式，用聚合代替继承。

       桥接模式（Bridge），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。UML结构图如下：

       其中，Abstraction为抽象化角色，定义出该角色的行为，同时保存一个对实现化角色的引用；Implementor是实现化角色，它是接口或者抽象类，定义角色必需的行为和属性；RefinedAbstraction为修正抽象化角色，引用实现化角色对抽象化角色进行修正；ConcreteImplementor为具体实现化角色，实现接口或抽象类定义的方法或属性。

       是不是感觉上面这段话很难懂，其实说简单点就是在Abstraction和Implementor之间架了一座桥（聚合线），这里体现了一个原则就是合成/聚合复用原则，具体看目录篇对基本原则的讲解及举例。下面放上模板代码。

    1. Abstraction抽象类

public abstract class Abstraction {

    private Implementor imp;

    //约束子类必须实现该构造函数
    public Abstraction(Implementor imp) {
        this.imp = imp;
    }
    
    public Implementor getImp() {
        return imp;
    }

    //自身的行为和属性
    public void request() {
        this.imp.doSomething();
    }
    
}

    2. Implementor抽象类

public abstract class Implementor {

    public abstract void doSomething();
    public abstract void doAnything();
    
}

    3. ConcreteImplementor

       这里可以编写多个具体实现类。

public class ConcreteImplementorA extends Implementor {

    @Override
    public void doSomething() {
        System.out.println("具体实现A的doSomething执行");
    }
    
    @Override
    public void doAnything() {
        System.out.println("具体实现A的doAnything执行");
    }
}

    4. RefinedAbstraction

public class RefinedAbstraction extends Abstraction {

    //覆写构造函数
    public RefinedAbstraction(Implementor imp) {
        super(imp);
    }
    
    //修正父类行为
    @Override
    public void request() {
        super.request();
        super.getImp().doAnything();
    }
    
}

    5. Client客户端

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        Implementor imp = new ConcreteImplementorA();
        Abstraction abs = new RefinedAbstraction(imp);
        abs.request();
    }
    
}

       运行结果如下：

二、桥接模式的应用

    1. 何时使用

• 系统可能有多个角度分类，每一种角度都可能变化时

    2. 方法

• 把这种角度分类分离出来，让它们单独变化，减少它们之间的耦合（合成/聚合复用原则）

    3. 优点

• 抽象和实现分离。桥梁模式完全是为了解决继承的缺点而提出的设计模式
• 优秀的扩展能力
• 实现细节对客户透明。客户不用关心细节的实现，它已经由抽象层通过聚合关系完成了封装

    4. 缺点

• 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设计与编程

    5. 使用场景

• 不希望或不适用使用继承的场景
• 接口或抽象类不稳定的场景
• 重用性要求较高的场景

    6. 应用实例

• 开关。我们可以看到的开关是抽象的，不用管里面具体怎么实现
• 手机品牌与手机软件。两者间有一条聚合线，一个手机品牌可以有多个手机软件

    7. 注意事项

• 不要一涉及继承就考虑该模式，尽可能把变化的因素封装到最细、最小的逻辑单元中，避免风险扩散
• 当发现类的继承有n层时，可以考虑使用该模式

三、桥接模式的实现

       下面我们举一个例子，就拿上面说的手机品牌与手机软件为例，我们可以让手机既可以按照手机品牌来分类，也可以按手机软件来分类。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，让它们各自地变化，这就使得没中实现的变化不会影响其他实现，从而达到应对变化的目的。

       UML图如下：

    1. 手机品牌抽象类

       桥梁的一头。

public abstract class HandsetBrand {

    protected HandsetSoft soft;
    
    //设置手机软件
    public void setHandsetSoft(HandsetSoft soft) {
        this.soft = soft;
    }
    
    //运行
    public abstract void run();
    
}

    2. 手机软件抽象类

       桥梁的另一头。两者通过一条聚合线连接，表示一个手机品牌可以有多个软件。

public abstract class HandsetSoft {

    public abstract void run();
    
}

    3. 各类手机品牌

       这里写一个，多余的不再赘述。

public class HandsetBrandA extends HandsetBrand {

    @Override
    public void run() {
        soft.run();
    }
    
}

    4. 各类手机软件

       有游戏、通讯录等等，这里写一个，多余不再赘述。

public class HandsetGame extends HandsetSoft {

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("运行手机游戏");
    }

}

    5. Client客户端

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        HandsetBrand ab;
        
        //使用A品牌手机
        ab = new HandsetBrandA();
        System.out.println("A品牌手机：");
        
        ab.setHandsetSoft(new HandsetGame());
        ab.run();
        
        ab.setHandsetSoft(new HandsetAddressList());
        ab.run();
        
        //分隔符
        System.out.println("---------------");
        
        //使用B品牌手机
        ab = new HandsetBrandB();
        System.out.println("B品牌手机：");
        
        ab.setHandsetSoft(new HandsetGame());
        ab.run();
        
        ab.setHandsetSoft(new HandsetAddressList());
        ab.run();
    }
    
}

       运行结果如下：

       这样我现在如果想要增加一个功能，比如音乐播放器，那么只有增加这个类就可以了，不会影响到其他任何类，类的个数增加也只是一个；如果是要增加S品牌，只需要增加一个品牌的子类就可以了，个数也是一个，不会影响到其他类。这显然符合开放-封闭原则。

       而这里用到的合成/聚合复用原则是一个很有用处的原则，即优先使用对象的合成或聚合，而不是继承。究其原因是因为继承是一种强耦合的结构，父类变，子类就必须变。

       源码地址：https://gitee.com/adamjiangwh/GoF