设计模式-桥接

概念

桥接模式(Bridge)是用于把抽象化和实现化解耦，使得两者可以独立变化。这种类型的设计模式属于结构型模式，它通过提供抽象化和实现化的桥接结构来实现两者的解耦。

桥接意图 : 将抽象部分与实现部分分离，使它们都可以独立的变化
主要解决 : 在有多种可能会变化的情况下，用继承会造成类爆炸问题，扩展起来不灵活
何时使用 : 实现系统可能有多个角度分类，每一种角度都可能变化
如何解决 : 把这种多角度分类分离出来，让它们独立变化，减少它们之间耦合
主要代码 : 抽象类依赖实现类
桥接优点 : 1、抽象和实现的分离。 2、优秀的扩展能力。 3、实现细节对客户透明
桥接缺点 : 桥接模式的引入会增加系统的理解与设计难度，由于聚合关联关系建立在抽象层，要求开发者针对抽象进行设计与编程

例子一

我们需要画出一个红色的圆、绿色的圆、红色的正方形、绿色的正方形。在这个例子中，有两个变化的方面，一个是形状、一个是颜色。

普通的设计是这样的 : 有一个圆类和一个正方形类实现Shape类，而圆类下面有两个子类，红色圆和绿色圆；正方形类下面有两个子类，红色正方形、绿色正方形。但是这样的设计会出现的问题是，当我需要添加一个其他变化的颜色时，诸如蓝色，那么情况会非常糟糕。我们需要在每个形状的下面重新添加一个蓝色形状的实现。这就是桥接定义的变化。

为了解决这个问题，我们需要做的事情是将这两个变化放在抽象层，

补充一下，图片有点问题，其中Shape和Color都是抽象的，桥接的抽象独立变化，就是指的Shape和Color可以独立表化而不影响彼此。

例子二

拿汽车在路上行驶的来说。既有小汽车又有公共汽车，它们都不但能在市区中的公路上行驶，也能在高速公路上行驶。这你会发现，对于交通工具（汽车）有不同的类型，它们所行驶的环境（路）也有不同类型，在软件系统中就要适应两个方面（不同车型，不同道路）的变化，怎样实现才能应对这种变化呢？

比较传统的做法

代码实现

 //基类 路
class Road {
    void run() {
        System.out.println("路");
    }
}

//市区街道
class Street extends Road {
    void run() {
        System.out.println("市区街道");
    }
}

//高速公路
class SpeedWay extends Road {
    void run() {
        System.out.println("高速公路");
    }
}
//小汽车在市区街道行驶
class CarOnStreet extends Street {
    void run() {
        System.out.println("小汽车在市区街道行驶");
    }
}
//小汽车在高速公路行驶
class CarOnSpeedWay extends SpeedWay {
    void run() {
        System.out.println("小汽车在高速公路行驶");
    }
}
//公交车在市区街道行驶
class BusOnStreet extends Street {
    void run() {
        System.out.println("公交车在市区街道行驶");
    }
}
//公交车在高速公路行驶
class BusOnSpeedWay extends SpeedWay {
    void run() {
        System.out.println("公交车在高速公路行驶");
    }
}
//测试
public static void main(String[] args) {

    //小汽车在高速公路行驶
    CarOnSpeedWay carOnSpeedWay = new CarOnSpeedWay();
    carOnSpeedWay.run();
    //公交车在市区街道行驶
    BusOnStreet busOnStreet = new BusOnStreet();
    busOnStreet.run();
}

但是我们说这样的设计是脆弱的，仔细分析就可以发现，它还是存在很多问题，首先它在遵循开放-封闭原则的同时，违背了类的单一职责原则，即一个类只有一个引起它变化的原因，而这里引起变化的原因却有两个，即路类型的变化和汽车类型的变化；其次是重复代码会很多，不同的汽车在不同的路上行驶也会有一部分的代码是相同的；

再次是类的结构过于复杂，继承关系太多，难于维护，最后最致命的一点是扩展性太差。如果变化沿着汽车的类型和不同的道路两个方向变化，我们会看到这个类的结构会迅速的变庞大。

应用桥接模式来实现

重新设计

代码实现

abstract class AbstractRoad{
    AbstractCar aCar;
    void run(){};
}
abstract class AbstractCar{
    void run(){};
}

class Street extends AbstractRoad{
    @Override
    void run() {
        // TODO Auto-generated method stub
        super.run();
        aCar.run();
        System.out.println("在市区街道行驶");
    }
}
class SpeedWay extends AbstractRoad{
    @Override
    void run() {
        // TODO Auto-generated method stub
        super.run();
        aCar.run();
        System.out.println("在高速公路行驶");
    }
}
class Car extends AbstractCar{
    @Override
    void run() {
        // TODO Auto-generated method stub
        super.run();
        System.out.print("小汽车");
    }
}
class Bus extends AbstractCar{
    @Override
    void run() {
        // TODO Auto-generated method stub
        super.run();
        System.out.print("公交车");
    }
}

public static void main(String[] args){

    AbstractRoad speedWay = new SpeedWay();
    speedWay.aCar = new Car();
    speedWay.run();

    AbstractRoad street = new Street();
    street.aCar = new Bus();
    street.run();
}

这里将Road 和 Car单独抽象，那么其中Road变化和Car变化，都不会影响相互的代码，也没有出现代码重复。通过对象组合的方式，Bridge 模式把两个角色之间的继承关系改为了耦合的关系，从而使这两者可以从容自若的各自独立的变化，这也是Bridge模式的本意。

这样增加了客户程序与路与汽车的耦合。其实这样的担心是没有必要的，因为这种耦合性是由于对象的创建所带来的，完全可以用创建型模式去解决。在应用时结合创建型设计模式来处理具体的问题。

例子三

你有一个电视机的接口，还有一个遥控器的抽象类。我们都知道，将它们中任何一个定义为一个具体类都不是好办法，因为其它厂家会有不同的实现方法。

代码实现

首先定义电视机的接口：ITV

public interface ITV {
    public void on();
    public void off();
    public void switchChannel(int channel);
}

实现三星的 ITV 接口

public class SamsungTV implements ITV {
    @Override
    public void on() {
        System.out.println("Samsung is turned on.");
    }

    @Override
    public void off() {
        System.out.println("Samsung is turned off.");
    }

    @Override
    public void switchChannel(int channel) {
        System.out.println("Samsung: channel - " + channel);
    }
}

再实现索尼的ITV接口

public class SonyTV implements ITV {

    @Override
    public void on() {
        System.out.println("Sony is turned on.");
    }

    @Override
    public void off() {
        System.out.println("Sony is turned off.");
    }

    @Override
    public void switchChannel(int channel) {
        System.out.println("Sony: channel - " + channel);
    }
}

遥控器要包含对TV的引用

public abstract class AbstractRemoteControl {

    private ITV tv;

    public AbstractRemoteControl(ITV tv){
        this.tv = tv;
    }

    public void turnOn(){
        tv.on();
    }

    public void turnOff(){
        tv.off();
    }

    public void setChannel(int channel){
        tv.switchChannel(channel);
    }
}

定义遥控器的具体类

public class LogitechRemoteControl extends AbstractRemoteControl {

    public LogitechRemoteControl(ITV tv) {
        super(tv);
    }

    public void setChannelKeyboard(int channel){
        setChannel(channel);
        System.out.println("Logitech use keyword to set channel.");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args){
        ITV tv = new SonyTV();
        LogitechRemoteControl lrc = new LogitechRemoteControl(tv);
        lrc.setChannelKeyboard(100);
    }
}

参考链接

• Java设计模式-桥接模式
• 桥接模式
• 讲故事，学（Java）设计模式—桥接模式