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技术成神之路：设计模式（十九）桥接模式

article 2024/10/1 9:16:41

介绍

桥接模式（Bridge Pattern）是一种结构型设计模式，通过将抽象部分与它的实现部分分离，使它们都能够独立地变化。它的核心思想是将接口与实现解耦，从而使得两者可以独立地变化。

1.定义

桥接模式将抽象部分与它的实现部分分离，使它们都可以独立地变化。

2. 主要作用

解耦：桥接模式通过将抽象和实现分离，降低了系统的耦合度。
扩展性：可以灵活地添加新的实现类和抽象类，而无需修改现有代码。
减少类的数量：通过组合的方式，避免了大量的子类产生，降低了系统的复杂性。

3. 解决的问题

类的数量急剧增加，导致管理和维护困难。
修改一个实现类可能会影响多个子类，增加了系统的脆弱性。
不同的实现类可能会在抽象类中被硬编码，缺乏灵活性。

4. 模式原理

包含角色：

Abstraction（抽象类）： 定义抽象类的接口，维护一个指向 Implementor 类型对象的指针。
RefinedAbstraction（细化抽象类）： 扩展抽象类，并实现具体业务逻辑。
Implementor（实现类接口）： 定义实现类的接口，不一定与抽象类的接口完全一致。
ConcreteImplementor（具体实现类）： 实现 Implementor 接口，并完成具体业务。

UML类图：
在这里插入图片描述
代码示例：
以图形绘制为例，展示如何使用桥接模式来分离图形（形状）与绘制方式（颜色）

// Implementor
interface Color {
    void applyColor();
}

// ConcreteImplementor
class RedColor implements Color {
    public void applyColor() {
        System.out.println("Red.");
    }
}

// ConcreteImplementor
class GreenColor implements Color {
    public void applyColor() {
        System.out.println("Green.");
    }
}

// Abstraction
abstract class Shape {
    protected Color color;

    public Shape(Color color) {
        this.color = color;
    }

    abstract void draw();
}

// RefinedAbstraction
class Circle extends Shape {
    public Circle(Color color) {
        super(color);
    }

    public void draw() {
        System.out.print("Circle filled with color ");
        color.applyColor();
    }
}

// RefinedAbstraction
class Square extends Shape {
    public Square(Color color) {
        super(color);
    }

    public void draw() {
        System.out.print("Square filled with color ");
        color.applyColor();
    }
}

调用

public class BridgePatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Shape redCircle = new Circle(new RedColor());
        Shape greenSquare = new Square(new GreenColor());

        redCircle.draw();  
        greenSquare.draw();  
    }
}

打印输出

Circle filled with color Red.
Square filled with color Green.

我觉得桥接模式的含义就两个字 分离，就像上面定义讲的，部分分离，独立变化，了解这点就明白了桥接模式的核心意义。

桥接模式的应用在我们生活中也很常见，比如一个大公司有许多部门，他们相互独立，又存在联系，各司其职，共同组成了公司的架构，可想而知，如果一家公司不存在部分划分，你既是开发又是测试，既是老板又是财务，那么运行起来是多么混乱。

举一反三

Java 的 I/O 库使用了桥接模式。InputStream 和 OutputStream 是抽象类，定义了输入和输出的基本操作，而各种具体的实现类（如 FileInputStream、BufferedInputStream 等）则实现了这些操作。
Reader 和 Writer 类可以被视为实现类接口。而FileReader 和 FileWriter 则可以被视为具体实现类.

可以总结如下：

Abstraction: InputStream 和 OutputStream
RefinedAbstraction: FileInputStream 和 FileOutputStream
Implementor: Reader 和 Writer
ConcreteImplementor: FileReader 和 FileWriter