設計模式（十）—— 橋接模式

在現實生活中，某些類具有兩個或多個次元的變化，如圖形既可按形狀分，又可按顔色分。如何設計類似于 Photoshop 這樣的軟體，能畫不同形狀和不同顔色的圖形呢？如果用繼承方式，m 種形狀和 n 種顔色的圖形就有 m×n 種，不但對應的子類很多，而且擴充困難。

當然，這樣的例子還有很多，如不同顔色和字型的文字、不同品牌和功率的汽車、不同性别和職業的男女、支援不同平台和不同檔案格式的媒體播放器等。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（Bridge）模式的定義如下：将抽象與實作分離，使它們可以獨立變化。它是用組合關系代替繼承關系來實作，進而降低了抽象和實作這兩個可變次元的耦合度。

通過上面的講解，我們能很好的感覺到橋接模式遵循了裡氏替換原則和依賴倒置原則，最終實作了開閉原則，對修改關閉，對擴充開放。這裡将橋接模式的優缺點總結如下。

橋接（Bridge）模式的優點是：

• 抽象與實作分離，擴充能力強
• 符合開閉原則
• 符合合成複用原則
• 其實作細節對客戶透明

缺點是：由于聚合關系建立在抽象層，要求開發者針對抽象化進行設計與程式設計，能正确地識别出系統中兩個獨立變化的次元，這增加了系統的了解與設計難度。

橋接模式的結構與實作

可以将抽象化部分與實作化部分分開，取消二者的繼承關系，改用組合關系。

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，并包含一個對實作化對象的引用。
2. 擴充抽象化（Refined Abstraction）角色：是抽象化角色的子類，實作父類中的業務方法，并通過組合關系調用實作化角色中的業務方法。
3. 實作化（Implementor）角色：定義實作化角色的接口，供擴充抽象化角色調用。
4. 具體實作化（Concrete Implementor）角色：給出實作化角色接口的具體實作。

我們有一個作為橋接實作的 DrawAPI 接口和實作了 DrawAPI 接口的實體類 RedCircle、GreenCircle。Shape 是一個抽象類，将使用 DrawAPI 的對象。BridgePatternDemo 類使用 Shape 類來畫出不同顔色的圓。

2. 模式的實作

步驟 1

建立橋接實作接口。

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

步驟 2

建立實作了 DrawAPI 接口的實體橋接實作類。

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 +"]");
   }
}
           

步驟 3

建立抽象類 Shape，包含DrawAPI 接口的引用

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

步驟 4

建立實作了 Shape 抽象類的實體類。

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);
   }
}
           

步驟 5

使用 Shape 和 DrawAPI 類畫出不同顔色的圓。

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();
   }
}