结构型-桥接模式

发布日期: 2022-10-17

一、意图

桥接模式是一种结构型设计模式，可将一个大类或一系列紧密相关的类拆分为抽象和实现两个独立的层次结构，从而能在开发时分别使用。

二、问题

假如你有一个几何形状Shape类，从它能扩展出两个子类：圆形 Circle 和方形Square。你希望对这样的类层次结构进行扩展以使其包含颜色，所以你打算创建名为 红色Red和 蓝色Blue的形状子类。但是，由于你已有两个子类，所以总共需要创建四个类才能覆盖所有组合，例如 蓝色圆形Blue Circle和 红色方形Red Square 。

在层次结构中新增形状和颜色将导致代码复杂程度指数增长。例如添加三角形状，你需要新增两个子类，也就是每种颜色一个；此后新增一种新颜色需要新增三个子类，即每种形状一个。

三、解决方案

问题的根本原因是我们试图在两个独立的维度——形状与颜色——上扩展形状类。这在处理类继承时是很常见的问题。

桥接模式通过将继承改为组合的方式来解决这个问题。具体来说，就是抽取其中一个维度并使之成为独立的类层次，这样就可以在初始类中引用这个新层次的对象，从而使得一个类不必拥有所有的状态和行为。

根据该方法，我们可以将颜色相关的代码抽取到拥有 红色和 蓝色两个子类的颜色类中，然后在 形状类中添加一个指向某一颜色对象的引用成员变量。现在，形状类可以将所有与颜色相关的工作委派给连入的颜色对象。这样的引用就成为了 形状和 颜色之间的桥梁。此后，新增颜色将不再需要修改形状的类层次，反之亦然。

四、代码

理解桥梁模式，其实就是理解代码抽象和解耦。

1、颜色顶层接口

我们首先需要一个桥梁，它是一个接口，定义提供的接口方法。

public interface DrawAPI {   
    public void draw();
}

2、具体颜色的实现类

public class RedPen implements DrawAPI {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("红色");
    }
}

public class GreenPen implements DrawAPI {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("绿色");
    }
}

public class BluePen implements DrawAPI {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("蓝色");
    }
}

3、形状抽象类

定义一个抽象类，此类的实现类都需要使用 DrawAPI：

public abstract class Shape {

    protected DrawAPI drawAPI;

    protected Shape(DrawAPI drawAPI) {
        this.drawAPI = drawAPI;
    }

    public abstract void draw();
}

4、完整功能的子类

// 圆形
public class Circle extends Shape {

    private int radius;

    public Circle(int radius, DrawAPI drawAPI) {
        super(drawAPI);
        this.radius = radius;
    }

    public void draw() {
        drawAPI.draw();
    }
}

// 长方形
public class Rectangle extends Shape {

    private int x;
    private int y;

    public Rectangle(int x, int y, DrawAPI drawAPI) {
        super(drawAPI);
        this.x = x;
        this.y = y;
    }
    public void draw() {
        drawAPI.draw(0, x, y);
    }
}

5、测试

public static void main(String[] args) {

    Shape greenCircle = new Circle(10, new GreenPen());

    Shape redRectangle = new Rectangle(4, 8, new RedPen());

    greenCircle.draw();

    redRectangle.draw();
}