将一个业务分为两类角色,一类是管理者、一类负责执行者
管理者:管理执行者的工作过程、工作结果、工作启动资源、环境等
执行着:统一接口,负责干活
管理者对应 类的功能层次结构
执行者对应 类的实现层次结构
什么情况下会用桥接模式?
简单的说就是我们在抽象对象的特征时,对象的特征属性又很抽象,不得不把属性再次抽象。
否则的话,具体子类的数量将会成几何增长,而且不易扩展。没办法维护现有代码。
举例,我们在抽象手机这二个对象时,它的几个属性,如操作系统,cpu,屏幕,运营商网络等都很复杂。我们不能简单的把这几个属性直接定义,必须再次抽象化。而具体的一个手机对象就是这些属性的组合,但不是简单的组合,属性需要实现自己作为属性的功能。在这样的设计下,代码的维护和扩展也就容易了。
将类的功能层次结构,与实现层次结构分离
Bridge模式的作用:将在“类的功能层次结构”和“类的实现层次结构”之间搭建桥梁
“桥梁”的实现方式:类的功能层次结构 聚合 类的实现层次结构
类功能层次结构:基类、子类一层层继承,通过继承,不断添加新的功能(函数),形成类的功能层次结构
类的实现层次结构:基类中定义了抽象方法,子类负责实现,多个平行子类分别实现不同功能,形成类的实现层次结构
类的功能层次结构 和 类的实现层次结构 的顶层都是抽象的
类的功能层次结构 委托 类的实现层次结构 来达满足某些需求
当我们编写一个子类时,先确认自己的意图:是要增加功能呢,还是要增加实现呢
继承是强关联,委托(聚合)是弱关联
继承解决一个维度变化的问题,而桥接模式就是用来解决这种有两个变化纬度的情况下
桥接模式的本质:分离抽象和实现。
实际需求场景:一个对象,有多个维度,每个维度都有多样化继承需求
桥接模式定义
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。
桥接模式通过引入实现的接口,把实现部分从系统中分离出去;那么,抽象这边如何使用具体的实现呢?肯定是面向实现的接口来编程了,为了让抽象这边能够很方便的与实现结合起来,把顶层的抽象接口改成抽象类,在里面持有一个具体的实现部分的实例。
谁来桥接:
所谓谁来桥接,就是谁来负责创建抽象部分和实现部分的关系,说得更直白点,就是谁来负责创建Implementor的对象,并把它设置到抽象部分的对象里面去,这点对于使用桥接模式来说,是十分重要的一点。
大致有如下几种实现方式:
- 由客户端负责创建Implementor的对象,并在创建抽象部分的对象的时候,把它设置到抽象部分的对象里面去,前面的示例采用的就是这个方式(手动创建,手动注入)
- 可以在抽象部分的对象构建的时候,由抽象部分的对象自己来创建相应的Implementor的对象,当然可以给它传递一些参数,它可以根据参数来选择并创建具体的Implementor的对象(参数化创建)
- 可以在Abstraction中选择并创建一个缺省的Implementor的对象,然后子类可以根据需要改变这个实现(内部默认创建,子类改变)
- 也可以使用抽象工厂或者简单工厂来选择并创建具体的Implementor的对象,抽象部分的类可以通过调用工厂的方法来获取Implementor的对象(工厂方法)
- 如果使用IoC/DI容器的话,还可以通过IoC/DI容器来创建具体的Implementor的对象,并注入回到Abstraction中(自动创建、自动注入)
典型例子-JDBC
在Java应用中,对于桥接模式有一个非常典型的例子,就是:应用程序使用JDBC驱动程序进行开发的方式。所谓驱动程序,指的是按照预先约定好的接口来操作计算机系统或者是外围设备的程序。
对于这个问题,再次强调一点:对于设计模式,要从整体结构上、从本质目标上、从思想体现上来把握,而不要从局部、从表现、从特例实现上来把握。
桥接模式的结构如图所示:
![](https://images2018.cnblogs.com/blog/1338162/201807/1338162-20180731215257745-128255310.gif)
- 情景说明:
- 在正式介绍桥接模式之前,我先跟大家谈谈两种常见文具的区别,它们是毛笔和蜡笔。假如我们需要大中小3种型号的画笔,能够绘制12种不同的颜色,如果使用蜡笔,需要准备3×12 = 36支,但如果使用毛笔的话,只需要提供3种型号的毛笔,外加12个颜料盒即可,涉及到的对象个数仅为 3 + 12 = 15,远小于36,却能实现与36支蜡笔同样的功能。如果增加一种新型号的画笔,并且也需要具有12种颜色,对应的蜡笔需增加12支,而毛笔只需增加一支。为什么会这样呢?通过分析我们可以得知:在蜡笔中,颜色和型号两个不同的变化维度(即两个不同的变化原因)融合在一起,无论是对颜色进行扩展还是对型号进行扩展都势必会影响另一个维度;但在毛笔中,颜色和型号实现了分离,增加新的颜色或者型号对另一方都没有任何影响。如果使用软件工程中的术语,我们可以认为在蜡笔中颜色和型号之间存在较强的耦合性,而毛笔很好地将二者解耦,使用起来非常灵活,扩展也更为方便。在软件开发中,我们也提供了一种设计模式来处理与画笔类似的具有多变化维度的情况,即本章将要介绍的桥接模式。
- Sunny软件公司欲开发一个跨平台图像浏览系统,要求该系统能够显示BMP、JPG、GIF、PNG等多种格式的文件,并且能够在Windows、Linux、Unix等多个操作系统上运行。系统首先将各种格式的文件解析为像素矩阵(Matrix),然后将像素矩阵显示在屏幕上,在不同的操作系统中可以调用不同的绘制函数来绘制像素矩阵。系统需具有较好的扩展性以支持新的文件格式和操作系统。
- 初设设计
- 从类的设计角度分析,具体类BMPWindowsImp、BMPLinuxImp和BMPUnixImp等违反了“单一职责原则”,因为不止一个引起它们变化的原因,它们将图像文件解析和像素矩阵显示这两种完全不同的职责融合在一起,任意一个职责发生改变都需要修改它们,系统扩展困难。
- 优化设计
- 桥接模式是一种很实用的结构型设计模式,如果软件系统中某个类存在两个独立变化的维度,通过该模式可以将这两个维度分离出来,使两者可以独立扩展,让系统更加符合“单一职责原则”。与多层继承方案不同,它将两个独立变化的维度设计为两个独立的继承等级结构,并且在抽象层建立一个抽象关联,该关联关系类似一条连接两个独立继承结构的桥,故名桥接模式。
桥接模式用一种巧妙的方式处理多层继承存在的问题,用抽象关联取代了传统的多层继承,将类之间的静态继承关系转换为动态的对象组合关系,使得系统更加灵活,并易于扩展,同时有效控制了系统中类的个数。桥接定义如下:
桥接模式(Bridge Pattern):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。它是一种对象结构型模式,又称为柄体(Handle and Body)模式或接口(Interface)模式。
- 桥接模式是一个非常有用的模式,在桥接模式中体现了很多面向对象设计原则的思想,包括“单一职责原则”、“开闭原则”、“合成复用原则”、“里氏代换原则”、“依赖倒转原则”等。熟悉桥接模式有助于我们深入理解这些设计原则,也有助于我们形成正确的设计思想和培养良好的设计风格。
- 在使用桥接模式时,我们首先应该识别出一个类所具有的两个独立变化的维度,将它们设计为两个独立的继承等级结构,为两个维度都提供抽象层,并建立抽象耦合。通常情况下,我们将具有两个独立变化维度的类的一些普通业务方法和与之关系最密切的维度设计为“抽象类”层次结构(抽象部分),而将另一个维度设计为“实现类”层次结构(实现部分)。例如:对于毛笔而言,由于型号是其固有的维度,因此可以设计一个抽象的毛笔类,在该类中声明并部分实现毛笔的业务方法,而将各种型号的毛笔作为其子类;颜色是毛笔的另一个维度,由于它与毛笔之间存在一种“设置”的关系,因此我们可以提供一个抽象的颜色接口,而将具体的颜色作为实现该接口的子类。在此,型号可认为是毛笔的抽象部分,而颜色是毛笔的实现部分,结构示意图如图10-4所示:
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- 适配器模式与桥接模式的联用
- 在某系统的报表处理模块中,需要将报表显示和数据采集分开,系统可以有多种报表显示方式也可以有多种数据采集方式,如可以从文本文件中读取数据,也可以从数据库中读取数据,还可以从Excel文件中获取数据。如果需要从Excel文件中获取数据,则需要调用与Excel相关的API,而这个API是现有系统所不具备的,该API由厂商提供。使用适配器模式和桥接模式设计该模块。
- 参考 https://blog.csdn.net/csdn_ds/article/details/78517953