手机软件何时统一--桥接模式

1.1 凭什么你的游戏我不能玩

2007年苹果手机尚未出世,机操作系统多种多样(黑莓、塞班、Tizen等),互相封闭。而如今,存世的手机操作系统只剩下苹果OS和安卓,鸿蒙正在稳步进场。

1.2 紧耦合的程序演化

手机硬件软件和PC硬件软件,现在有一个N品牌的手机,它有一个小游戏,M品牌的手机,它有一个小游戏.

代码结构图

package code.chapter22.bridge1;public class Test {public static void main(String[] args) {System.out.println("**********************************************");       System.out.println("《大话设计模式》代码样例");System.out.println();       HandsetBrandNGame game=new HandsetBrandNGame();game.run();HandsetGame game2 = new HandsetBrandMGame();game2.run();System.out.println();System.out.println("**********************************************");}
}// //手机品牌N的游戏
// class HandsetBrandNGame {
//     public void run(){
//         System.out.println("运行N品牌手机游戏");
//     }
// }//手机游戏类
class HandsetGame{public void run(){}
}//手机品牌M的游戏
class HandsetBrandMGame extends HandsetGame{public void run(){System.out.println("运行M品牌手机游戏");}
}
//手机品牌N的游戏
class HandsetBrandNGame extends HandsetGame{public void run(){System.out.println("运行N品牌手机游戏");}
}

如果我现在需要每个品牌都增加一个音乐播放功能,那就在每个品牌的下面增加一个子类。现在又来了一家新的手机品牌S,它也有游戏、通讯录、音乐播放器,那就增加手机品牌S类和三个下属功能子类,如果我需要增加“”输入法”功能、拍照功能,再增加L品牌X品牌呢?

上面好像也解决不了问题。

        "是呀,就像我刚开始学会用面向对象的继承时,感觉它既新颖又功能强大,所以只要可以用,就都用上继承。这就好比是'有了新锤子,所有的东西看上去都成了钉子。[DPE]'但事实上,很多情况用继承会带来麻烦。比如,对象的继承关系是在编译时就定义好了,所以无法在运行时改变从父类继承的实现。子类的实现与它的父类有非常紧密的依赖关系,以至于父类实现中的任何变化必然会导致子类发生变化。当你需要复用子类时,如果继承下来的实现不适合解决新的问题,则父类必须重写或被其他更适合的类替换。这种依赖关系限制了灵活性并最终限制了复用性[DP]。"
        "是呀,我这样的继承结构,如果不断地增加新品牌或新功能,类会越来越多的。"
        "在面向对象设计中,我们还有一个很重要的设计原则,那就是合成/聚合复用原则。即优先使用对象合成/聚合,而不是类继承[DP]。

1.3 合成/聚合复用原则

        合成/聚合复用原则(CARP),尽量使用合成/聚合,尽量不要使用类继承。[J&DP]
        合成(Composition,也有翻译成组合)和聚合(Aggregation)都是关联的特殊种类。
        聚合表示一种弱的'拥有'关系,体现的是A对象可以包含B对象,但B对象不是A对象的一部分;合成则是一种强的'拥有'关系,体现了严格的部分和整体的关系,部分和整体的生命周期一样[DPE]。比方说,大雁有两个翅膀,翅膀与大雁是部分和整体的关系,并且它们的生命周期是相同的,于是大雁和翅膀就是合成关系。而大雁是群居动物,所以每只大雁都是属于一个雁群,一个雁群可以有多只大雁,所以大雁和雁群是聚合关系。"


        "合成/聚合复用原则的好处是,优先使用对象的合成/聚合将有助于你保持每个类被封装,并被集中在单个任务上。这样类和类继承层次会保持较小规模,并且不太可能增长为不可控制的庞然大物[DP]。就刚才的例子,你需要学会用对象的职责,而不是结构来考虑问题。其实答案就在之前我们聊到的手机与电脑的差别上。"
        "哦,我想想看,手机是不同的品牌公司,各自做自己的软件,就像我现在的设计一样,而PC却是硬件厂商做硬件,软件厂商做软件,组合起来才是可以用的机器。你是这个意思吗?"
        "很好,我很喜欢你提到的'组合'这个词,实际上,像'游戏''通讯录''MP3音乐播放'这些功能都是软件,如果我们可以让其分离与手机的耦合,那么就可以大大减少面对新需求时改动过大的不合理情况。"
        "好的好的,我想想怎么弄,你的意思其实就是应该有个'手机品牌'抽象类和'手机软件'抽象类,让不同的品牌和功能都分别继承于它们,这样要增加新的品牌或新的功能都不用影响其他类了。"
结构图


        "还剩个问题,手机品牌和手机软件之间的关系呢?
        "我觉得应该是手机品牌包含手机软件,但软件并不是品牌的一部分,所以它们之间是聚合关系。"
结构图

1.4 松耦合的程序

package code.chapter22.bridge2;public class Test {public static void main(String[] args) {System.out.println("**********************************************");       System.out.println("《大话设计模式》代码样例");System.out.println();       HandsetBrand ab;ab = new HandsetBrandMAddressList();ab.run();ab = new HandsetBrandMGame();ab.run();ab = new HandsetBrandNAddressList();ab.run();ab = new HandsetBrandNGame();ab.run();System.out.println();System.out.println("**********************************************");}
}//手机品牌
class HandsetBrand{public void run(){}
}//手机品牌M
class HandsetBrandM extends HandsetBrand{}
//手机品牌N
class HandsetBrandN extends HandsetBrand{}//手机品牌M的游戏
class HandsetBrandMGame extends HandsetBrandM{public void run(){System.out.println("运行M品牌手机游戏");}
}
//手机品牌N的游戏
class HandsetBrandNGame extends HandsetBrandN{public void run(){System.out.println("运行N品牌手机游戏");}
}//手机品牌M的通讯录
class HandsetBrandMAddressList extends HandsetBrandM{public void run(){System.out.println("运行M品牌手机通讯录");}
}
//手机品牌N的通讯录
class HandsetBrandNAddressList extends HandsetBrandN{public void run(){System.out.println("运行N品牌手机通讯录");}
}

        "是呀,现在如果要增加一个功能,比如手机音乐播放功能,那么只要增加这个类就行了。不会影响其他任何类。类的个数增加也只是一个。"
        "如果是要增加S品牌,只需要增加一个品牌子类就可以了。个数也是一个,不会影响其他类的改动。"

package code.chapter22.bridge3;public class Test {public static void main(String[] args) {System.out.println("**********************************************");       System.out.println("《大话设计模式》代码样例");System.out.println();       HandsetBrand ab;ab = new HandsetBrandM();ab.setHandsetSoft(new HandsetGame());ab.run();ab.setHandsetSoft(new HandsetAddressList());ab.run();HandsetBrand ab2;ab2 = new HandsetBrandN();ab2.setHandsetSoft(new HandsetGame());ab2.run();ab2.setHandsetSoft(new HandsetAddressList());ab2.run();//向扩展开放,增加的功能HandsetBrand ab3;ab3 = new HandsetBrandS();ab3.setHandsetSoft(new HandsetMusicPlay());ab3.run();System.out.println();System.out.println("**********************************************");}
}//手机软件
abstract class HandsetSoft{//运行public abstract void run();
}//手机游戏
class HandsetGame extends HandsetSoft{public void run(){System.out.println("手机游戏");}
}//手机通讯录
class HandsetAddressList extends HandsetSoft{public void run(){System.out.println("通讯录");}
}//手机品牌
abstract class HandsetBrand{protected HandsetSoft soft;//设置手机软件public void setHandsetSoft(HandsetSoft soft){this.soft=soft;}//运行public abstract void run();
}//手机品牌M
class HandsetBrandM extends HandsetBrand{public void run(){System.out.print("品牌M");soft.run();}
}
//手机品牌N
class HandsetBrandN extends HandsetBrand{public void run(){System.out.print("品牌N");soft.run();}
}//手机音乐播放
class HandsetMusicPlay extends HandsetSoft{public void run(){System.out.print("音乐播放");}
}//手机品牌S
class HandsetBrandS extends HandsetBrand{public void run(){System.out.print("品牌S");soft.run();}
}


        "这显然也符合了我们之前的一个什么设计原则?"
        "开放-封闭原则。这样的设计显然不会修改原来的代码,而只是扩展类就行了。但今天我感受最深的是合成/聚合复用原则,也就是优先使用对象的合成或聚合,而不是类继承。聚合的魅力无限呀。相比,继承的确很容易造成不必要的麻烦。"
        "盲目使用继承当然就会造成麻烦,而其本质原因主要是什么?"
        "我想应该是,继承是一种强耦合的结构。父类变,子类就必须要变。"
        "OK,所以我们在用继承时,一定要在是'is-a'的关系时再考虑使用,而不是任何时候都去使用。"

        "哈,当然,你看看刚才画的那幅图,两个抽象类之间有什么?像什么?"
        "有一个聚合线,哈,像一座桥。"
        "好,说得好,这个设计模式就叫作'桥接模式'。"

1.5 桥接模式

        桥接模式(Bridge),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。[DP]
        "这里需要理解一下,什么叫抽象与它的实现分离,这并不是说,让抽象类与其派生类分离,因为这没有任何意义。实现指的是抽象类和它的派生类用来实现自己的对象[DPE]。就刚才的例子而言,就是让'手机'既可以按照品牌来分类,也可以按照功能来分类。"
按品牌分类实现结构图


按软件分类实现结构图


        "由于实现方式有多种,桥接模式的核心意图是把这些实现独立出来,让它们各自变化。这就使得每种实现的变化不会影响其他实现,从而达到应对变化的目的。"

1.6 桥接模式基本代码

桥接模式(Bridge)结构图

package code.chapter22.bridge0;public class Test {public static void main(String[] args) {System.out.println("**********************************************");       System.out.println("《大话设计模式》代码样例");System.out.println();       Abstraction ab;ab = new RefinedAbstraction();ab.setImplementor(new ConcreteImplementorA());ab.operation();ab.setImplementor(new ConcreteImplementorB());ab.operation();System.out.println();System.out.println("**********************************************");}
}abstract class Implementor{public abstract void operation();
}class ConcreteImplementorA extends Implementor{public void operation(){System.out.println("具体实现A的方法执行");}
}class ConcreteImplementorB extends Implementor{public void operation(){System.out.println("具体实现B的方法执行");}
}abstract class Abstraction{protected Implementor implementor;public void setImplementor(Implementor implementor){this.implementor = implementor;}public abstract void operation();
}class RefinedAbstraction extends Abstraction{public void operation(){System.out.print("具体的Abstraction");implementor.operation();}
}

Implementor类:
ConcreteImplementorA和ConcreteImplementorB等派生类:Abstraction类:
RefinedAbstraction类:

        "我觉得桥接模式所说的'将抽象部分与它的实现部分分离',还是不好理解,我的理解就是实现系统可能有多角度分类,每一种分类都有可能变化,那么就把这种多角度分离出来让它们独立变化,减少它们之间的耦合。"也就是说,在发现我们需要多角度去分类实现对象,而只用继承会造成大量的类增加,不能满足开放-封闭原则时,就应该要考虑用桥接模式了。

1.7 我要开发“好”游戏

        我要是有钱,就一定去买那种有操作系统,把软件与手机分离的智能手机,说不定我还可以自己开发手机游戏呢。

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