设计模式之桥接模式

一、介绍

桥接模式，属于结构型设计模式。通过提供抽象与实现之间的桥接结构，把抽象化与实现化解耦，使得二者可以独立变化。

《Head First 设计模式》：

将抽象和实现放在两个不同的类层次中，使它们可以独立地变化。

《图解设计模式》：

将类的功能层次结构和实现层次结构相分离，使二者能够独立地变化，并在两者之间搭建桥梁，实现桥接。

从专业术语对交接模式的解释来看，总是让人似懂非懂，即使懂了，从代码上实现又让人无法捉摸。典型的每个字都认识，连在一起就不懂了。

下面我们先通过一个简单的例子来演示一下桥接的结构是什么样的，然后对其进行改造，最终实现桥接模式。

二、案例

我们假设一部手机有三个重要部件：电池(Battery)、摄像头(Camera)、屏幕(Screen)。当我们拍摄一张高清照片时，需要充足的电量、高像素的摄像头、高分辨率的屏幕。

于是我们可以通过下面的代码完成拍照动作：

• 电池Battery

  public class Battery {public Battery() {System.out.println("充足电量的电池");}public void electric() {System.out.println("电池供电...");}
  }
  

• 摄像头Camera

  public class Camera {public Camera() {System.out.println("高清像素的摄像头");}public void catchImg() {System.out.println("摄像头捕获图像...");}
  }
  

• 屏幕Screen

  public class Screen {public Screen() {System.out.println("高分辨率的屏幕");}public void show() {System.out.println("屏幕显示照片...");}
  }

• 手机Phone

  public class Phone {private Battery battery;private Camera camera;private Screen screen;public Phone(Battery battery, Camera camera, Screen screen) {this.battery = battery;this.camera = camera;this.screen = screen;}public void takePic() {System.out.println("手机拍照开始...");// 电池供电battery.electric();// 摄像头捕获图像camera.catchImg();// 屏幕显示照片screen.show();}
  }
  

• 演示

  public static void main(String[] args) {Battery battery = new Battery();Camera camera = new Camera();Screen screen = new Screen();Phone phone = new Phone(battery, camera, screen);phone.takePic();
  }
  

• 结果输出

  

从该案例中可以看出，电池、摄像头、屏幕这三个组件是相互独立的，各自干各自的活，通过手机将他们连接起来就可以进行拍照，这时手机就表现为桥梁的角色。通过桥梁，三个组件相互独立。

1. 组件抽象化

在实际现实中，无论是电池、摄像头、还是屏幕，他们都有各自的品牌厂商，因此我们需要将他们抽象化。如电池有南孚和山羊；摄像头有索尼和徕卡；屏幕有三星和京东方。

所有我们需要做出修改：新建电池、摄像头、屏幕的抽象类；再分别按照品牌厂商对这些抽象类进行实现。

• 电池抽象类Battery，及其实现类：南孚电池(NanFu)、山羊电池(Sheep)

  public interface Battery {void electric();
  }public class NanFu implements Battery {public NanFu() {System.out.println("南孚电池实例化");}@Overridepublic void electric() {System.out.println("南孚电池正在供电...");}
  }public class Sheep implements Battery {public Sheep() {System.out.println("山羊电池实例化");}@Overridepublic void electric() {System.out.println("山羊电池正在供电...");}
  }
  

• 摄像头抽象类Camera，及其实现类：徕卡摄像头(Laika)、索尼摄像头(Sony)

  public interface Camera {void catchImg();
  }public class Laika implements Camera {public Laika() {System.out.println("徕卡摄像头实例化");}@Overridepublic void catchImg() {System.out.println("徕卡摄像头捕获图像...");}
  }public class Sony implements Camera {public Sony() {System.out.println("索尼摄像头实例化");}@Overridepublic void catchImg() {System.out.println("索尼摄像头捕获图像...");}
  }
  

• 屏幕抽象类Screen，及其实现类：京东方显示屏(JingDongFang)、三星显示屏(SanXing)

  public interface Screen {void show();
  }public class JingDongFang implements Screen {public JingDongFang() {System.out.println("京东方显示屏实例化");}@Overridepublic void show() {System.out.println("京东方显示屏显示照片...");}
  }public class SanXing implements Screen {public SanXing() {System.out.println("三星显示屏实例化");}@Overridepublic void show() {System.out.println("三星显示屏显示照片...");}
  }

这样一来，手机的构造方法的参数就由原来的具体实现类变成了抽象类。

public Phone(Battery battery, Camera camera, Screen screen) {this.battery = battery;this.camera = camera;this.screen = screen;
}

该构造方法参数的实际类型由调用方创建的实例为准。

public static void main(String[] args) {// 使用南孚电池Battery battery = new NanFu();// 索尼相机Camera camera = new Sony();// 京东方显示屏Screen screen = new JingDongFang();Phone phone = new Phone(battery, camera, screen);phone.takePic();
}

输出如下

2. 桥梁抽象化

其实不仅电池、摄像头、屏幕有自己的品牌厂商，手机也不例外，如华为、oppo、vivo等，因此我们也需要将手机这个桥梁的角色抽象化。但是如果我们将该桥梁设计成一个接口，由不同的手机品牌实现该接口，那么就可能会导致不同的实现类具有不同参数的构造方法，如此一来，所有品牌手机的功能虽然受到约束(实现类手机接口)，但是他们的组成结构却千差万别。如下所示

public interface MyPhone {/*** 拍照*/void takePic();/*** 通话*/void call();/*** 微信聊天*/void wechat();
}public class Oppo implements MyPhone{private ComponentA componentA;private ComponentB componentB;public Oppo(ComponentA componentA, ComponentB componentB) {this.componentA = componentA;this.componentB = componentB;}@Overridepublic void takePic() {// 照相}@Overridepublic void call() {// 打电话}@Overridepublic void wechat() {// 聊微信}
}public class Vivo implements MyPhone{private ComponentC componentC;private ComponentD componentD;public Oppo(ComponentC componentC, ComponentD componentD) {this.componentC = componentC;this.componentD = componentD;}@Overridepublic void takePic() {// 照相}@Overridepublic void call() {// 打电话}@Overridepublic void wechat() {// 聊微信}
}

从上面的代码来看，oppo和vivo虽然实现了**手机(MyPhone)**定义的所有功能，但是却乱七八糟的，oppo手机内部组件是ComponentA和ComponentB，vivo手机内部组件却是ComponentC和ComponentD。这样的话手机行业岂不乱套了。

所以我们对桥梁的抽象化不应采用接口，而是抽象类。

使用抽象类有一个好处是，可以使所有子类拥有相同的内部属性，而且对所有子类的构造方法也做出了约束。

如下所示，我们将手机抽象化一个手机接口(Phone)来定义各个功能，再通过一个抽象子类(AbstractPhone)实现手机接口定义的功能，并规范构造方法，由华为(HuaWei)、**小米(XiaoMi)**两个品牌继承该抽象子类。

public interface Phone {/*** 拍照*/void takePic();
}public abstract class AbstractPhone implements Phone {private Battery battery;private Camera camera;private Screen screen;public AbstractPhone(Battery battery, Camera camera, Screen screen) {this.battery = battery;this.camera = camera;this.screen = screen;}@Overridepublic void takePic() {System.out.println("手机拍照开始...");// 电池供电battery.electric();// 摄像头捕获图像camera.catchImg();// 屏幕显示照片screen.show();}
}public class HuaWei extends AbstractPhone {public HuaWei(Battery battery, Camera camera, Screen screen) {super(battery, camera, screen);System.out.println("华为手机实例化");}
}public class XiaoMi extends AbstractPhone {public XiaoMi(Battery battery, Camera camera, Screen screen) {super(battery, camera, screen);System.out.println("小米手机实例化");}
}

通过接口(定义功能)、抽象子类(桥梁)、**实现类(实现功能)**的方式，就是交接设计模式的实现。

下面我们进行代码测试

public static void main(String[] args) {Battery battery = new NanFu();Camera camera = new Sony();Screen screen = new JingDongFang();// 华为将南孚电池、索尼相机、京东方显示屏桥接起来形成一部手机Phone phone = new HuaWei(battery, camera, screen);// 使用华为手机拍照phone.takePic();
}

以上就是桥接模式的演变过程，希望通过本篇文章的阅读，能使各位朋友对桥接模式有更深入的理解。

纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。

————————我是万万岁，我们下期再见————————