【设计模式-3.6】结构型——桥接模式

说明：本文介绍结构型设计模式之一的桥接模式

定义

桥接模式（Bridge Pattern）又叫作桥梁模式、接口（Interface）模式或柄体（Handle and Body）模式，指将抽象部分与具体实现部分分离，使它们都可以独立地变化，属于结构型设计模式。（引自《设计模式就该这样学》P263）

画笔

以画笔画画为例，如下，，是一个画笔抽象类

（抽象画笔类，Pen）

/*** 抽象画笔*/
public abstract class Pen {/*** 获取颜色*/public abstract void getColor();/*** 绘制图形*/public void draw() {getColor();System.out.print("▲");}
}

（黑色画笔，BlackPen，使用继承实现方法）

/*** 黑色画笔*/
public class BlackPen extends Pen {@Overridepublic void getColor() {System.out.print("黑色");}
}

绘制

public class Client {public static void main(String[] args) {new BlackPen().draw();}
}

如下：

画笔与尺子

上面的例子，针对绘制只有单个维度（颜色）的改变，是用继承（extends）实现其抽象方法的，如果是多维度的，例如加上尺子，绘制图案需要使用尺子和颜色。

如下，

（尺子接口，Ruler）

/*** 尺子接口*/
public interface Ruler {/*** 使用尺子规范绘制*/void regularize();
}

（正方形尺子，SquareRuler）

/*** 正方形*/
public class SquareRuler implements Ruler {@Overridepublic void regularize() {System.out.println("□");}
}

（三角形尺子，TriangleRuler）

/*** 三角形*/
public class TriangleRuler implements Ruler {@Overridepublic void regularize() {System.out.println("▲");}
}

（圆形尺子，CircleRuler）

/*** 圆形*/
public class CircleRuler implements Ruler {@Overridepublic void regularize() {System.out.println("◯");}
}

（抽象画笔，Pen，实例化一个尺子对象）

/*** 抽象画笔*/
public abstract class Pen {protected Ruler ruler;/*** 构造器注入*/public Pen(Ruler ruler) {this.ruler = ruler;}/*** 绘制图形*/public abstract void draw();
}

（黑色画笔，BlackPen）

/*** 黑色画笔*/
public class BlackPen extends Pen {/*** 构造器注入*/public BlackPen(Ruler ruler) {super(ruler);}@Overridepublic void draw() {System.out.print("黑");ruler.regularize();}
}

（白色画笔，WhitePen）

/*** 白色画笔*/
public class WhitePen extends Pen {/*** 构造器注入*/public WhitePen(Ruler ruler) {super(ruler);}@Overridepublic void draw() {System.out.print("白");ruler.regularize();}
}

绘制白色正方形，黑色圆形

public class Client {public static void main(String[] args) {new WhitePen(new SquareRuler()).draw();new BlackPen(new CircleRuler()).draw();}
}

可见使用桥接模式，可以连接两个维度的对象，避免了多维度对象之间的继承。

想想看，如果不使用以上设计，去掉画笔抽象类（Pen），而直接用黑色画笔、白色画笔去继承正方形尺子、三角形尺子、圆形尺子完成绘制也是可以的。如果这样，三个尺子，两种颜色画笔，会有六个类，如果是七个尺子，十种颜色的画笔，就会有7 × 10，70个类，类会非常多，不利于管理，这是一个问题。另外，使用继承违反了设计模式的合成复用原则（Composite Reuse Principle，CRP，尽量使用对象组合，而不是继承来达到复用的目的）。

关于设计模式的原则，参考下面这篇文章：

• 【设计模式-1】UML和设计原则

使用场景

在《设计模式就该这样学》（P264）这本书中，提到状态模式适用于以下场景：

（1）在抽象和具体实现之间需要增加更多灵活性的场景。

（2）一个类存在两个（或多个）独立变化的维度，而这两个（或多个）维度都需要独立进行扩展。

如上述画笔颜色和尺子，需要独立扩展，如果用继承把画笔和尺子绑定死，还怎么独立扩展？

（3）不希望使用继承，或因为多层继承导致系统类的个数剧增。

总结

本文介绍了结构型设计模式中的桥接模式，参考《设计模式就该这样学》、《秒懂设计模式》两本书，其中的例子来自《秒懂设计模式》。