Java设计模式——桥接模式【Bridge Pattern】

2022-10-29 22:09:25

一、引言

23种设计模式大概分为三大类：

5种（创建型模式）：工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、原型模式、建造者模式。

7种（结构型模式）：适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。

11种（行为型模式）：策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。

行为型又可以通过类与类之间的关系进行划分 :

桥接模式基本介绍：

桥接模式(Bridge 模式)是指：将实现与抽象放在两个不同的类层次中，使两个层次可以独立改变。它是一种结构型设计模式。
Bridge 模式基于类的最小设计原则，通过使用封装、聚合及继承等行为让不同的类承担不同的职责。它的主要特点是把抽象(Abstraction)与行为实现(Implementation)分离开来，从而可以保持各部分的独立性以及应对他们的功能扩展。

二、桥接模式

1.桥接模式原理类图

原理类图说明：

Client 类：桥接模式的调用者
抽象类(Abstraction)：维护了 Implementor，即它的实现类 ConcreteImplementorA/B，二者是聚合关系， Abstraction充当桥接
RefinedAbstraction：是 Abstraction 抽象类的子类
Implementor：行为实现类的接口
ConcreteImplementorA /B：行为的具体实现类
这里的抽象类和接口是聚合的关系，其实也是调用和被调用关系

三、具体需求

1.手机操作问题

现在对不同手机类型的不同品牌实现操作编程，比如：开机、关机、上网，打电话等。如图：

2. 传统方案

思路分析 - 类图

传统方式分析

扩展性问题（会产生类爆炸），如果我们再增加手机的样式（旋转式），就需要增加各个品牌手机的类，同样如果我们增加一个手机品牌，也要在各个手机样式类下增加
违反了单一职责原则，当我们增加手机样式时，要同时增加所有品牌的手机，这样增加了代码维护成本
解决方案-使用桥接模式

3. 桥接模式方案

使用桥接模式改进传统方式，让程序具有更好的扩展性

思路分析 - 类图

具体实现

// 接口 Brand.java
public interface Brand {
	void open();
	void close();
	void call();
}

// Vivo.java/Xiaomi.java
public class Vivo implements Brand {
	@Override
	public void open() { System.out.println("vivo手机开机"); }
	@Override
	public void close() { System.out.println("vivo手机关机"); }
	@Override
	public void call() { System.out.println("vivo手机打电话"); }
}

// Phone.java
public abstract class Phone {
	private Brand brand;//聚合
	
	public Phone(Brand brand) {
		this.brand = brand;
	}
	
	protected void open() {
		this.brand.open();
	}
	protected void close() {
		this.brand.close();
	}
	protected void call() {
		this.brand.call();
	}
}

// FoldedPhone.java/UprightPhone.java
// 折叠式手机，继承了抽象类 Phone
public class FoldedPhone extends Phone {
	//构造器一定要有：把brand传入
	public FoldedPhone(Brand brand) {
		super(brand);
	}
	
	public void open() {
		super.open();
		System.out.println("折叠样式手机");
	}
	public void close() {
		super.close();
		System.out.println("折叠样式手机");
	}
	public void call() {
		super.call();
		System.out.println("折叠样式手机");
	}
}

四、注意事项和细节

实现了抽象和实现部分的分离，从而极大的提供了系统的灵活性，让抽象部分和实现部分独立开来，这有助于系统进行分层设计，从而产生更好的结构化系统。
对于系统的高层部分，只需要知道抽象部分和实现部分的接口就可以了，其它的部分由具体业务来完成。
桥接模式替代多层继承方案，可以减少子类的个数，降低系统的管理和维护成本。
桥接模式的引入增加了系统的理解和设计难度，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和编程（需要分析哪些在抽象层，哪些在实现层）
桥接模式要求正确识别出系统中两个独立变化的维度(抽象、和实现)，因此其使用范围有一定的局限性，即需要有这样的应用场景。

五、应用场景

对于那些不希望使用继承或因为多层次继承导致系统类的个数急剧增加的系统，桥接模式尤为适用
常见的应用场景
- JDBC 驱动程序
- 银行转账系统
  - 转账分类：网上转账，柜台转账，AMT 转账（抽象）
  - 转账用户类型：普通用户，银卡用户，金卡用户…（实现）
- 消息管理
  - 消息类型：即时消息，延时消息（抽象层）
  - 消息分类：手机短信，邮件消息，QQ 消息… （实现层）

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