设计模式八：桥接模式（Bridge Pattern）

桥接模式是一种结构型设计模式，用于将抽象与实现分离，使它们可以独立地变化。桥接模式的核心思想是将一个大类或多个紧密相关的类分为两个独立的层次结构，从而实现解耦。
在桥接模式中，存在两个维度的类/对象结构：抽象部分和实现部分。抽象部分定义了高层逻辑，而实现部分则提供了底层的具体实现。通过将这两个部分分离，并使用桥接模式连接它们，可以在不修改现有代码的情况下方便地扩展和修改系统。

桥接模式包含以下角色：

抽象化（Abstraction）：定义了高层逻辑的抽象部分，并持有一个对实现化对象的引用。
修正抽象化（Refined Abstraction）：对抽象化进行扩展，通常在抽象化的基础上添加更多的功能。
实现化（Implementor）：定义了实现部分的接口，供具体实现类去实现。
具体实现化（Concrete Implementor）：实现实现化接口的具体类。

桥接模式的应用场景

桥接模式适用于需要将抽象和实现分离、独立变化并能够在运行时动态切换和扩展的场景。它能提高代码的灵活性和可扩展性，并避免类之间固定的耦合关系。

当一个类需要使用两个或多个独立变化的维度时，可以使用桥接模式。例如，在制作咖啡的例子中，咖啡杯尺寸和加料类型是两个独立变化的维度，通过桥接模式可以将它们进行解耦。
当希望避免在抽象和实现之间存在固定绑定关系时，可以使用桥接模式。桥接模式可以动态地将抽象和实现部分连接起来，使得它们可以独立地变化，而不会相互影响。
当需要在运行时切换和扩展具体实现时，可以使用桥接模式。桥接模式允许客户端在不修改代码的情况下切换实现对象，并且可以灵活地添加新的实现类。
当一个类存在多层继承结构时，可以使用桥接模式。桥接模式可以避免类爆炸问题，即类的数量成倍增长，同时也可以减少继承关系造成的代码复杂性。

桥接模式java代码实例

我们将使用桥接模式设计一个制作咖啡的设计模式。
首先，我们需要定义两个不同的维度：咖啡杯尺寸和加料类型。咖啡杯尺寸有小、中、大三种，加料类型有牛奶、糖。
首先，我们创建一个抽象类Coffee来表示咖啡，其中包含了制作咖啡的方法makeCoffee：

public abstract class Coffee {protected CoffeeSize size;protected CoffeeAdditive additive;public Coffee(CoffeeSize size, CoffeeAdditive additive) {this.size = size;this.additive = additive;}public abstract void makeCoffee();
}

然后，我们定义一个枚举类型CoffeeSize来表示咖啡杯尺寸：

public enum CoffeeSize {SMALL, MEDIUM, LARGE
}

接下来，我们定义一个接口CoffeeAdditive来表示加料类型，并声明一个添加加料的方法

addAdditive：
public interface CoffeeAdditive {void addAdditive();
}

然后，我们分别创建两个实现CoffeeAdditive接口的具体类MilkAdditive和SugarAdditive：

public class MilkAdditive implements CoffeeAdditive {@Overridepublic void addAdditive() {System.out.println("Adding milk");}
}public class SugarAdditive implements CoffeeAdditive {@Overridepublic void addAdditive() {System.out.println("Adding sugar");}
}

最后，我们创建具体的咖啡类CupOfCoffee继承自抽象类Coffee，并实现makeCoffee方法：

public class CupOfCoffee extends Coffee {public CupOfCoffee(CoffeeSize size, CoffeeAdditive additive) {super(size, additive);}@Overridepublic void makeCoffee() {System.out.print("Making a " + size + " cup of coffee. ");additive.addAdditive();}
}

现在，我们可以使用这些类和接口来制作不同种类的咖啡了：

public class Main {public static void main(String[] args) {Coffee smallCoffeeWithMilk = new CupOfCoffee(CoffeeSize.SMALL, new MilkAdditive());Coffee mediumCoffeeWithSugar = new CupOfCoffee(CoffeeSize.MEDIUM, new SugarAdditive());Coffee largeCoffeeWithMilkAndSugar = new CupOfCoffee(CoffeeSize.LARGE, new MilkAdditive(new SugarAdditive()));smallCoffeeWithMilk.makeCoffee(); // 输出：Making a SMALL cup of coffee. Adding milkmediumCoffeeWithSugar.makeCoffee(); // 输出：Making a MEDIUM cup of coffee. Adding sugarlargeCoffeeWithMilkAndSugar.makeCoffee(); // 输出：Making a LARGE cup of coffee. Adding milk. Adding sugar}
}

以上就是使用桥接模式设计制作咖啡的示例。通过将咖啡杯尺寸和加料类型两个维度分开，在不同的类中进行组合，可以灵活地实现不同种类的咖啡制作。

桥接模式的优缺点

桥接模式的优点：

分离抽象和实现部分：桥接模式可以将抽象和实现部分分离，使它们可以独立地变化。这样可以降低系统的复杂度，并增加代码的可维护性和可扩展性。
提高灵活性：桥接模式允许在运行时动态切换和组合抽象和实现部分，从而提高了系统的灵活性。客户端可以在不修改代码的情况下选择不同的实现类或者组合不同的抽象和实现类。
扩展能力强：桥接模式通过引入抽象的接口，使得添加新的实现类变得简单。可以通过新增实现类来扩展系统的功能，而不需要修改已有的代码。
减少类的数量：桥接模式避免了多层继承结构导致的类爆炸问题。通过引入桥接模式，可以将多个维度的变化分解为两个独立的维度，减少了类的数量，降低了系统的复杂度。

桥接模式的缺点包括：