設計模式--橋接模式（Bridge）

橋接模式（Bridge）

在現實生活中，某些類具有兩個或多個維度的變化，如圖形既可按形狀分，又可按顏色分。如何設計類似於 Photoshop 這樣的軟件，能畫不同形狀和不同顏色的圖形呢？如果用繼承方式，m 種形狀和 n 種顏色的圖形就有 m×n 種，不但對應的子類很多，而且擴展困難。如果用橋接模式就能很好地解決這些問題。

橋接模式的定義與特點

• 橋接（Brideg）模式的定義如下：用於把抽象化與實現化解耦，使得二者可以獨立的變化。這種類型的設計模式屬於結構型模式，它通過提供抽象化和實現化之間的橋接結構，來實現二者的解耦。
• 橋接（Brideg）模式的優點：1.抽象和實現的分離。 2.優秀的擴展能力。3. 實現細節對客戶透明。
• 橋接（Brideg）模式的缺點：橋接模式的引入會增加系統的理解與設計難度，由於聚合關聯關係建立在抽象層，要求開發者針對抽象進行設計與編程。

橋接模式的結構與實現

1.模式的結構

橋接（Bridge）模式包含以下主要角色。

1. 抽象化（Abstraction）角色：定義抽象類，幷包含一個對實現化對象的引用。
2. 擴展抽象化（Refined Abstraction）角色：是抽象化角色的子類，實現父類中的業務方法，並通過組合關係調用實現化角色中的業務方法。
3. 實現化（Implementor）角色：定義實現化角色的接口，供擴展抽象化角色調用。
4. 具體實現化（Concrete Implementor）角色：給出實現化角色接口的具體實現。
   其結構圖如圖所示。
   

2.模式的實現

橋接模式的代碼如下：

package bridgePattern;
public class BridgeTest
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Implementor imple=new ConcreteImplementorA();
        Abstraction abs=new RefinedAbstraction(imple);
        abs.Operation();
    }
}
//實現化角色
interface Implementor
{
    public void OperationImpl();
}
//具體實現化角色
class ConcreteImplementorA implements Implementor
{
    public void OperationImpl()
    {
        System.out.println("具體實現化(Concrete Implementor)角色被訪問" );
    }
}
//抽象化角色
abstract class Abstraction
{
   protected Implementor imple;
   protected Abstraction(Implementor imple)
   {
       this.imple=imple;
   }
   public abstract void Operation();   
}
//擴展抽象化角色
class RefinedAbstraction extends Abstraction
{
   protected RefinedAbstraction(Implementor imple)
   {
       super(imple);
   }
   public void Operation()
   {
       System.out.println("擴展抽象化(Refined Abstraction)角色被訪問" );
       imple.OperationImpl();
   }
}

程序的運行結果如下：

擴展抽象化(Refined Abstraction)角色被訪問
具體實現化(Concrete Implementor)角色被訪問

橋接模式的實例

我們有一個作爲橋接實現的 DrawAPI 接口和實現了 DrawAPI 接口的實體類 RedCircle、GreenCircle。Shape 是一個抽象類，將使用 DrawAPI 的對象。BridgePatternDemo，我們的演示類使用 Shape 類來畫出不同顏色的圓。

1. 創建橋接實現接口。DrawAPI.java

public interface DrawAPI {
   public void drawCircle(int radius, int x, int y);
}

2. 創建實現了 DrawAPI 接口的實體橋接實現類。RedCircle.java、GreenCircle.java

public class RedCircle implements DrawAPI {
   @Override
   public void drawCircle(int radius, int x, int y) {
      System.out.println("Drawing Circle[ color: red, radius: "
         + radius +", x: " +x+", "+ y +"]");
   }
}

public class GreenCircle implements DrawAPI {
   @Override
   public void drawCircle(int radius, int x, int y) {
      System.out.println("Drawing Circle[ color: green, radius: "
         + radius +", x: " +x+", "+ y +"]");
   }
}

3. 使用 DrawAPI 接口創建抽象類。Shape.java

public abstract class Shape {
   protected DrawAPI drawAPI;
   protected Shape(DrawAPI drawAPI){
      this.drawAPI = drawAPI;
   }
   public abstract void draw();  
}

4. 創建實現了 Shape 接口的實體類。Circle.java

public class Circle extends Shape {
   private int x, y, radius;
 
   public Circle(int x, int y, int radius, DrawAPI drawAPI) {
      super(drawAPI);
      this.x = x;  
      this.y = y;  
      this.radius = radius;
   }
 
   public void draw() {
      drawAPI.drawCircle(radius,x,y);
   }
}

5. 使用 Shape 和 DrawAPI 類畫出不同顏色的圓。BridgePatternDemo.java

public class BridgePatternDemo {
   public static void main(String[] args) {
      Shape redCircle = new Circle(100,100, 10, new RedCircle());
      Shape greenCircle = new Circle(100,100, 10, new GreenCircle());
 
      redCircle.draw();
      greenCircle.draw();
   }
}

執行程序，輸出結果：

Drawing Circle[ color: red, radius: 10, x: 100, 100]
Drawing Circle[ color: green, radius: 10, x: 100, 100]

橋接模式實際開發中的應用場景

• JDBC驅動程序
• AWT中的Peer架構
• 銀行日誌管理：
  1.格式分類：操作日誌、交易日誌、異常日誌
  2.距離分類：本地記錄日誌、異地記錄日誌
• 人力資源系統中的獎金計算模塊：
  1.獎金分類：個人獎金、團體獎金、激勵獎金
  2.部門分類：人事部門、銷售部門、研發部門
• OA系統中的消息處理：
  1.業務類型：普通消息、加急消息、特級消息
  2.發送消息方式：系統內消息、手機短息、郵件

橋接模式總結

• 橋接模式可以取代多層繼承的方案。多層繼承違背了單一職責原則，複用性較差，類的個數也非常多。橋接模式可以極大的減少子類的個數，從而降低管理和維護的成本。
• 橋接模式極大的提高了系統可擴展性，在兩個變化維度中任意擴展一個維度，都不需要修改原有的系統，符合開閉原則。