軟件設計模式學習（十一）橋接模式

橋接模式

橋接模式用一種很巧妙的方式處理繼承存在的問題，用抽象關聯取代了傳統的多層繼承，將類之間的靜態繼承關係轉換爲動態的對象組合關係，使得系統更加靈活，並易於擴展，同時有效地控制了系統中類的個數。

模式動機

設想如果要繪製矩形、圓形、橢圓、正方形，我們至少需要四個形狀類，如果繪製的圖形需要具有不同的顏色，如紅色、綠色、藍色等，此時至少有兩種設計方案：第一種是爲每一個行政都提供一套各種顏色的版本，這種方案使用的是多級繼承結構，如果有四種形狀，十二種顏色，則我們需要四十八個類。如果要增加新形狀則同時也要具備所有的顏色，增加新的顏色也要爲所有的形狀添加對應顏色的子類；第二種提供四個形狀類、十二種顏色類，根據實際對形狀和顏色進行組合，此時系統中的類是十六個。如需增加新的形狀或顏色，只需再增加一個新的形狀類或顏色類即可。

很明顯，對於有兩個變化維度（即兩個變化的原因）的系統，採用方案二可以使系統中類的個數更少，且系統擴展更爲方便。

模式定義

將抽象部分與它的實現部分分離，使它們都可以獨立地變化

模式結構

橋接模式包含如下幾個角色：

1. Abstraction（抽象類）

   用於定義抽象類的接口，它一般是抽象類而不是接口，其中定義一個Implementor類型對象使其與implementor之間具有關聯關係，它可以包含抽象的業務方法，還可以包含具體的業務方法。

2. RefineAbstraction（擴充抽象類）

   擴充由Abstraction定義的接口，通常情況下是具體類，實現在Abstraction中定義的抽象業務方法，在RefineAbstraction可以調用Implementor中定義的業務方法。

3. Implementor（實現類接口）

   對一些基本操作進行了定義，而具體實現交給其子類。

4. ConcreteImplementorA（具體實現類）

   實現Implementor接口並且具體實現它，在不同的ConcreteImplementor中提供基本操作的不同實現，在程序運行時ConcreteImplementor對象將替換其父類對象，提供給客戶具體的業務操作方法。

橋接模式實例之模擬毛筆

1. 實例說明

   現需提供大小兩種型號的畫筆，能繪製三種不同的顏色，只需五個類就能實現功能。

2. 實例代碼及解釋

   1. 實現類接口Color

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

   2. 具體實現類Red

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

   3. 具體實現類Green

      public class Green implements Color {
      
          @Override
          public void bepaint(String penType, String name) {
              System.out.println(penType + "綠色的" + name);
          }
      }
      

   4. 具體實現類Blue

      public class Blue implements Color {
      
          @Override
          public void bepaint(String penType, String name) {
              System.out.println(penType + "藍色的" + name);
          }
      }
      

   5. 抽象類Pen

      public abstract class Pen {
      
          protected Color color;
      
          public void setColor(Color color) {
              this.color = color;
          }
      
          public abstract void draw(String name);
      }
      

   6. 擴充抽象類BigPen

      public class BigPen extends Pen {
      
          @Override
          public void draw(String name) {
              String penType = "大號毛筆繪製";
              this.color.bepaint(penType, name);
          }
      }
      

   7. 擴充抽象類SmallPen

      public class SmallPen extends Pen {
      
          @Override
          public void draw(String name) {
              String penType = "小號毛筆繪製";
              this.color.bepaint(penType, name);
          }
      }
      

   8. XML操作工具

      public class XMLUtilPen {
      
          public static Object getBean(String args) {
      
              try {
                  DocumentBuilderFactory documentBuilderFactory = DocumentBuilderFactory.newInstance();
                  DocumentBuilder documentBuilder = documentBuilderFactory.newDocumentBuilder();
      
                  Document document = documentBuilder.parse(new File("configPen.xml"));
                  NodeList nodeList = document.getElementsByTagName("className");
                  Node classNode = null;
      
                  if (args.equals("color")) {
                      classNode = nodeList.item(0).getFirstChild();
                  } else if (args.equals("pen")) {
                      classNode = nodeList.item(1).getFirstChild();
                  }
      
                  String cName = classNode.getNodeValue();
      
                  Class c = Class.forName("com.bridgePattern." + cName);
                  Object o = c.newInstance();
                  return o;
      
              } catch (Exception e) {
                  e.printStackTrace();
                  return null;
              }
      
          }
      }
      

   9. 客戶端測試類Client

      public class Client {
      
          public static void main(String[] args) {
      
              Color color = (Color) XMLUtilPen.getBean("color");
              Pen pen = (Pen) XMLUtilPen.getBean("pen");
      
              pen.setColor(color);
              pen.draw("桃花");
          }
      }
      

   10. 結果分析

       如果在配置文件將第一個節點中內容設置爲 Red，第一個節點中內容設置爲 BigPen，則輸出結果如下：
       
       如果在配置文件將第一個節點中內容設置爲 Blue，第一個節點中內容設置爲 SmallPen，則輸出結果如下：
       
       如果需要增加新的毛筆或顏色，只需增加對應的擴充抽象類或具體實現類即可。在使用橋接模式設計的系統中，無論是哪個維度的擴展，對原有代碼都無須修改，且更換具體類只需修改配置文件，橋接模式通過抽象方法耦合，使得系統具有良好的擴展能力。