DesignPattern/08.BridgePattern/BridgePattern.md

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号称最难理解的设计模式,只需看这篇解析——桥接模式

Jungle有两个手机分别是M手机和N手机M手机上有游戏Game1N手机上有Game2。每次Jungle想玩Game1时就使用M手机想玩Game2时就玩N手机。要是某天Jungle外出心情大好两个游戏都想玩那Jungle还得带上两个手机麻不麻烦
如果新出一个游戏Game3那Jungle是不是要再买一个手机呢
同样都是游戏软件,为什么不把所有游戏都装到一个手机上

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1.桥接模式简介

如果系统中的某个类存在两个独立变化的维度通过桥接模式可以将这两个维度分离开来使两者独立扩展。如同上述实例Jungle想用手机玩游戏手机和游戏是两个独立变化的维度增加一个游戏对手机没有影响增加一个手机对游戏也没有影响。手机上可以安装游戏,而游戏必须在手机上玩,从这个角度而言,手机和游戏之间存在较强的耦合

但两者可以很好的解耦且解耦后扩展灵活所有游戏安装在一个手机上新出一个游戏新安装就ok买了新手机同样可以装上所有游戏。这就是桥接模式

桥接模式:

将抽象部分与它的实现部分解耦,使得两者都能够独立变化。

桥接模式将两个独立变化的维度设计成两个独立的继承等级结构(而不会将两者耦合在一起形成多层继承结构),在抽象层将二者建立起一个抽象关联,该关联关系类似一座桥,将两个独立的等级结构连接起来,故曰“桥接模式”。

2.桥接模式结构

桥接模式UML图如下图。由图可知桥接模式包含以下角色 avatar

  • Abstraction抽象类定义抽象类的接口抽象接口由聚合关系可知抽象类中包含一个Implementor类型的对象它与Implementor之间有关联关系既可以包含抽象业务方法也可以包含具体业务方法
  • Implementor实现类接口定义实现类的接口这个接口可以与Abstraction类的接口不同。一般而言实现类接口只定义基本操作而抽象类的接口还可能会做更多复杂的操作。
  • RefinedAbstraction扩充抽象类具体类实现在抽象类中定义的接口可以调用在Implementor中定义的方法 ConcreteImplementor具体实现类具体实现了Implementor接口在不同的具体实现类中实现不同的具体操作。运行时ConcreteImplementor将替换父类。

简言之在Abstraction类中维护一个Implementor类指针需要采用不同的实现方式的时候只需要传入不同的Implementor派生类就可以了。

3.桥接模式代码实例

以引言中的故事为例Jungle学习了桥接模式后大受启发想实现如下操作

新手机上能够迅速在新手机上安装setup并玩play游戏

新增加一个游戏时Jungle能够在已有手机上安装并play

在这个实例里,手机是抽象类Abstraction,具有玩游戏这样的实现类接口Implementor,不同的手机品牌扩充抽象类RefinedAbstraction,多个不同的游戏则是具体实现类ConcreteImplementor

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3.1.实现类

/抽象类Phone
class Phone
{
public:
	Phone(){
	}
	virtual ~Phone(){}
	// Setup game
	virtual void setupGame(Game *igame) = 0;
	virtual void play() = 0;
private:
	Game *game;
};
 
// 扩充抽象类PhoneA
class PhoneA:public Phone 
{
public:
	PhoneA(){
	}
	// Setup game
	void setupGame(Game *igame){
		this->game = igame;
	}
	void play(){
		this->game->play();
	}
private:
	Game *game;
};
 
// 扩充抽象类PhoneB
class PhoneB :public Phone
{
public:
	PhoneB(){
	}
	// Setup game
	void setupGame(Game *igame){
		this->game = igame;
	}
	void play(){
		this->game->play();
	}
private:
	Game *game;
};

抽象类Phone中也声明了两个虚方法并且定义了一个实现类的对象使抽象和实现具有关联关系。而对象的实例化则放在客户端使用时进行。

3.3.客户端代码示例

#include <iostream>
#include "BridgePattern.h"
 
int main()
{
	Game *game;
	Phone *phone;
 
	// Jungle买了PhoneA品牌的手机想玩游戏A
	phone = new PhoneA();
	game = new GameA();
	phone->setupGame(game);
	phone->play();
	printf("++++++++++++++++++++++++++++++++++\n");
 
	// Jungle想在这个手机上玩游戏B
	delete game;
	game = new GameB();
	phone->setupGame(game);
	phone->play();
 
	delete phone;
	delete game;
 
	system("pause");
	return 0;
}

3.4.效果

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4.桥接模式总结

  • 优点:
    • 分离抽象接口与实现部分,使用对象间的关联关系使抽象与实现解耦;
    • 桥接模式可以取代多层继承关系,多层继承违背单一职责原则,不利于代码复用;
    • 桥接模式提高了系统可扩展性,某个维度需要扩展只需增加实现类接口或者具体实现类,而且不影响另一个维度,符合开闭原则。
  • 缺点:
    • 桥接模式难以理解,因为关联关系建立在抽象层,需要一开始就设计抽象层;
    • 如何准确识别系统中的两个维度是应用桥接模式的难点。
  • 适用场景:
    • 如果一个系统需要在抽象化和具体化之间增加灵活性,避免在两个层次之间增加继承关系,可以使用桥接模式在抽象层建立关联关系;
    • 抽象部分和实现部分可以各自扩展而互不影响;
    • 一个类存在多个独立变化的维度,可采用桥接模式。