桥接模式

一、什么是桥接模式？

桥接模式（Bridge Design Pattern）:将抽象与实现解耦，让他们能够独立变化。

或者，桥接模式就是将类的功能层次结构和类的实现层次结构分离开来，降低它们的耦合度。

抽象，即类的功能层次结构，采用的是继承的方式。

实现，即类的实现层次结构，采用的是组合的方式。

1.1 多用组合少用继承

桥接模式，还有通俗一些的解释：一个类存在多个独立变化的维度时，可以通过组合方式让这些维度独立扩展。

比如说，汽车 Car 是一种抽象类型。

它的品牌类型，可以是奔驰、宝马、奥迪等；

而每辆车，它可能有好几个挡位，比如自动档、手动挡、手自一体等。

假设有m种品牌，n种挡位，那么它既可以形成成 m * n 种组合。

如果只采用继承来实现这些组合的话，那就需要有 m * n 个类，如果还有其他维度，那么组合数量会更多。

但是通过桥接模式，将品牌和挡位分离，采用组合的方式的话，就只需要 m + n 个类，大大减少了类的数量。

桥接模式，实际上就是利用组合来避免继承爆炸。

1.2 基于接口编程

如果从结构上来说的话，继承就相当于是一棵树，组合就相当于在树与树之间的连接，它们构成了森林。

每棵树，都是一个维度，都有自己的抽象功能层次结构；

而每个维度之间，又存在着联系，这种联系就是一种实现层次。

树与树之间的联系，一般都是通过顶层的接口抽象来关联的，互相之间是基于接口连接。

桥接模式，实际上是通过接口来进行交互。

二、为什么要用桥接模式？

桥接模式的主要作用有几个：

• 将类的功能层次和实现层次分离，降低耦合度
• 使用组合替代继承，避免组合爆炸的问题
• 把各个维度独立出来，方便进行扩展

使用桥接模式，最主要的就是避免类继承层次过深，而采用组合的方式来避免这种情况。

比如说，有m个维度，每个维度有n种变化，每种变化又包含k种情况，采用继承来做，就需要 m * n * k 个类。

如果将各个维度独立开来，采用组合的方式，就只需要 m + n + k 个类。

而且各个维度可以单独变化扩展，可维护性也会增强。

桥接模式适用于类层次和类关联比较复杂的情况，如果类层次结构很简单，使用桥接模式反而过于复杂。

三、怎么用桥接模式？

桥接模式中的几个角色：

• 抽象化（Abstraction）：类功能层次的抽象类，里面包含了一个实现者的引用
• 扩展后的抽象化（Refined Abstraction）：在抽象化的基础上扩展了新功能
• 实现者（Implementor）：类实现层次的抽象类，被抽象化角色包含在内
• 具体实现者（ConcreteImplememtor）：是实现者的具体实现

桥接模式结构：

示例程序结构：

抽象化（Abstraction）：

public class Display {

    private DisplayImpl impl;

    public Display(DisplayImpl impl) {
        this.impl = impl;
    }

    public void open() {
        impl.rawOpen();
    }

    public void print() {
        impl.rawPrint();
    }

    public void close() {
        impl.rawClose();
    }

    public final void display() {
        open();
        print();
        close();
    }

}

扩展后的抽象化（Refined Abstraction）：

public class CountDisplay extends Display {

    public CountDisplay(DisplayImpl impl) {
        super(impl);
    }

    public void multiDisplay(int times) {
        open();
        for (int i = 0; i < times; i++) {
            print();
        }
        close();
    }
}

实现者（Implementor）：

public abstract class DisplayImpl {

    public abstract void rawOpen();
    public abstract void rawPrint();
    public abstract void rawClose();

}

具体实现者（ConcreteImplememtor）：

public class StringDisplayImpl extends DisplayImpl {

    private String string;
    private int width;

    public StringDisplayImpl(String string) {
        this.string = string;
        this.width = string.getBytes().length;
    }

    @Override
    public void rawOpen() {
        printLine();
    }

    @Override
    public void rawPrint() {
        System.out.println("|" + string + "|");
    }

    @Override
    public void rawClose() {
        printLine();
    }

    private void printLine() {
        System.out.print("+");
        for (int i = 0; i < width; i++) {
            System.out.print("-");
        }
        System.out.println("+");
    }
}

四、桥接模式有什么优缺点？

优点：

• 将类的功能层次和实现层次分离，降低耦合度
• 使用组合替代继承，避免组合爆炸的问题
• 把各个维度独立出来，方便进行扩展

缺点：

• 结构变得复杂了，可读性变差了