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结构型模式
桥接模式(Bridge Pattern)
桥接模式(Bridge Pattern) 也称为桥梁模式、接口模式或者柄体模式,是将抽象部分与它的具体实现部分分离,使它们都可以独立地变化,属于结构型模式。桥接模式主要目的是通过组合的方式建立两个类之间的联系,而不是继承。但又类似于多重继承方案,但是多重继承方案往往违背了类的单一职责原则,其复用性较差,桥接模式是比多重继承更好的替代方案。桥接模式的核心在于解耦抽象和实现。
适用场景
独立变化:
- 当想要抽象和实现部分可以独立变化时,可以使用桥接模式。
多维度变化:
- 当一个类存在两个独立变化的维度,且这两个维度都需要进行扩展时。
不希望使用继承:
- 当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时。
桥接模式的组成
抽象部分(Abstraction)
这是一个高层的控制层,它定义了基于接口的高层操作。它持有一个对实现部分的引用,所有的具体功能都委托给这个实现部分。
实现部分(Implementor)
这一层提供具体的操作方法,但是在抽象部分中不会执行这些方法的具体实现。
如何桥接?
用一个生活中的比喻:把抽象部分想象成遥控器,而实现部分就像是电视机。遥控器(抽象)定义了可以执行的操作(如开关电视、调节音量),电视机(实现)负责具体执行这些操作。
实现示例(Java)
以下是一个简单的桥接模式的实现示例,展示如何将抽象部分和实现部分进行解耦。
1. 定义实现部分的接口
public interface Implementor { void operationImpl(); }
2. 定义具体实现类
public class ConcreteImplementorA implements Implementor { public void operationImpl() { System.out.println("ConcreteImplementorA: operationImpl"); } } public class ConcreteImplementorB implements Implementor { public void operationImpl() { System.out.println("ConcreteImplementorB: operationImpl"); } }
3. 定义抽象部分的类
public abstract class Abstraction { protected Implementor implementor; protected Abstraction(Implementor implementor) { this.implementor = implementor; } public abstract void operation(); }
4. 定义具体抽象类
public class RefinedAbstraction extends Abstraction { protected RefinedAbstraction(Implementor implementor) { super(implementor); } public void operation() { System.out.println("RefinedAbstraction: operation"); implementor.operationImpl(); } }
5. 客户端代码
public class Client { public static void main(String[] args) { Implementor implementorA = new ConcreteImplementorA(); Abstraction abstractionA = new RefinedAbstraction(implementorA); abstractionA.operation(); Implementor implementorB = new ConcreteImplementorB(); Abstraction abstractionB = new RefinedAbstraction(implementorB); abstractionB.operation(); } }
注释说明
实现部分的接口:
Implementor
接口定义了实现部分的接口,这个接口通常包含一些基本操作。
具体实现类:
ConcreteImplementorA
和ConcreteImplementorB
类实现了Implementor
接口,表示具体的实现。
抽象部分的类:
Abstraction
类定义了抽象部分的接口,它持有一个Implementor
对象,并定义了一个抽象方法operation
。
具体抽象类:
RefinedAbstraction
类继承了Abstraction
类,它实现了operation
方法,并在这个方法中调用了Implementor
的方法。
客户端代码:
Client
类分别创建了ConcreteImplementorA
和ConcreteImplementorB
的对象,并使用这些对象创建了RefinedAbstraction
的对象,然后调用了operation
方法。
优点
分离抽象和实现:
- 桥接模式分离了抽象部分和实现部分,使得两者可以独立地进行变化。
提高扩展性:
- 桥接模式提高了系统的扩展性,可以独立地扩展抽象部分或实现部分。
实现细节对客户透明:
- 桥接模式隐藏了具体的实现细节,客户端只需要关心抽象部分。
缺点
增加系统的理解和设计难度:
- 由于抽象部分和实现部分分离,这使得设计比较复杂,理解和设计难度增加。
需要正确识别出系统中两个独立变化的维度:
- 对于两个独立变化的维度,其识别的正确性直接决定了桥接模式的使用效果。如果识别错误,那么系统的维护将会变得非常复杂。
类图
Abstraction <---- RefinedAbstraction ^ | Implementor <---- ConcreteImplementorA/B
总结
桥接模式通过将抽象部分和实现部分进行解耦,使得两者可以独立地进行变化。这种模式适用于当一个类存在两个独立变化的维度,且这两个维度都需要进行扩展时。尽管桥接模式增加了系统的设计复杂度,但是它提高了系统的扩展性,使得系统的维护和修改更加灵活。