设计模式总结-桥接模式

桥接模式

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。

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。

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

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。

java 复制代码

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");
	}
}

java 复制代码

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 复制代码

<?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。