设计模式总结-桥接模式

桥接模式

    • 模式动机
    • 模式定义
    • 模式结构
    • 模式分析
    • 桥接模式实例与解析
      • 实例一:模拟毛笔
    • 模式优缺点

模式动机

设想如果要绘制矩形、圆形、椭圆、正方形,我们至少需要4个形状类,但是如果绘制的图形需要具有不同的颜色,如红色、绿色、蓝色等,此时至少有如下两种设计方案:
第一种设计方案是为每一种形状都提供一套各种颜色的版本。
第二种设计方案是根据实际需要对形状和颜色进行组合。
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对于有两个变化维度(即两个变化的原因)的系统,采用方案二来进行设计系统中类的个数更少,且系统扩展更为方便。设计方案二即是桥接模式的应用。桥接模式将继承关系转换为关联关系,从而降低了类与类之间的耦合,减少了代码编写量。
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模式定义

桥接模式(Bridge Pattern):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。它是一种对象结构型模式,又称为柄体(Handle and Body)模式或接口(Interface)模式。

模式结构

桥接模式包含如下角色:
Abstraction:抽象类
RefinedAbstraction:扩充抽象类
Implementor:实现类接口
ConcreteImplementor:具体实现类

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模式分析

理解桥接模式,重点需要理解如何将抽象化(Abstraction)与实现化(Implementation)脱耦,使得二者可以独立地变化。
抽象化:抽象化就是忽略一些信息,把不同的实体当作同样的实体对待。在面向对象中,将对象的共同性质抽取出来形成类的过程即为抽象化的过程。
实现化:针对抽象化给出的具体实现,就是实现化,抽象化与实现化是一对互逆的概念,实现化产生的对象比抽象化更具体,是对抽象化事物的进一步具体化的产物。
脱耦:脱耦就是将抽象化和实现化之间的耦合解脱开,或者说是将它们之间的强关联改换成弱关联,将两个角色之间的继承关系改为关联关系。桥接模式中的所谓脱耦,就是指在一个软件系统的抽象化和实现化之间使用关联关系(组合或者聚合关系)而不是继承关系,从而使两者可以相对独立地变化,这就是桥接模式的用意。

桥接模式实例与解析

实例一:模拟毛笔

现需要提供大中小3种型号的画笔,能够绘制5种不同颜色,如果使用蜡笔,我们需要准备3*5=15支蜡笔,也就是说必须准备15个具体的蜡笔类。而如果使用毛笔的话,只需要3种型号的毛笔,外加5个颜料盒,用3+5=8个类就可以实现15支蜡笔的功能。本实例使用桥接模式来模拟毛笔的使用过程。
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public abstract class Pen
{protected Color color;public void setColor(Color color){this.color=color;}public abstract void draw(String name);
} public interface Color
{void bepaint(String penType,String name);
}public class Red implements Color
{public void bepaint(String penType,String name){System.out.println(penType + "Red"+ name + ".");}
}public class Blue implements Color
{public void bepaint(String penType,String name){System.out.println(penType + "Blue"+ name + ".");}
}public class Green implements Color
{public void bepaint(String penType,String name){System.out.println(penType + "Green"+ name + ".");}
}public class White implements Color
{public void bepaint(String penType,String name){System.out.println(penType + "White"+ name + ".");}
}public class SmallPen extends Pen
{public void draw(String name){String penType="SmallPen";this.color.bepaint(penType,name);			}	
}public class MiddlePen extends Pen
{public void draw(String name){String penType="MiddlePen";this.color.bepaint(penType,name);			}	
}public class BigPen extends Pen
{public void draw(String name){String penType="BigPen";this.color.bepaint(penType,name);			}	
}public class Client
{public static void main(String a[]){Color color;Pen pen;color=(Color)XMLUtilPen.getBean("color");pen=(Pen)XMLUtilPen.getBean("pen");pen.setColor(color);pen.draw("小明");}
}
import javax.xml.parsers.*;
import org.w3c.dom.*;
import org.xml.sax.SAXException;
import java.io.*;
public class XMLUtilPen
{
//�÷������ڴ�XML�����ļ�����ȡ������������������һ��ʵ������public static Object getBean(String args){try{//�����ĵ�����DocumentBuilderFactory dFactory = DocumentBuilderFactory.newInstance();DocumentBuilder builder = dFactory.newDocumentBuilder();Document doc;							doc = builder.parse(new File("configPen.xml")); NodeList nl=null;Node classNode=null;String cName=null;nl = doc.getElementsByTagName("className");if(args.equals("color")){//��ȡ�����������ı��ڵ�classNode=nl.item(0).getFirstChild();}else if(args.equals("pen")){//��ȡ�����������ı��ڵ�classNode=nl.item(1).getFirstChild();}cName=classNode.getNodeValue();//ͨ����������ʵ�����󲢽��䷵��Class c=Class.forName(cName);Object obj=c.newInstance();return obj;		}   catch(Exception e){e.printStackTrace();return null;}}
}
<?xml version="1.0"?>
<config><className>White</className><className>SmallPen</className>
</config>

模式优缺点

桥接模式的缺点
桥接模式的引入会增加系统的理解与设计难度,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与编程。
桥接模式要求正确识别出系统中两个独立变化的维度,因此其使用范围具有一定的局限性。

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