C++ 设计模式之桥接模式

简介

1、桥接模式（Bridge）是一种结构型设计模式，它将抽象部分与实现部分分离，使它们可以独立地变化。桥接模式通过组合的方式建立两个类系（抽象部分和实现部分）之间的联系，而不是继承。

2、桥接模式（Bridge）应用场景包括但不限于：

2.1、当想要避免一个类受多个维度的变化所影响时。

2.2、当类的实现可能独立于其抽象层面变化时，且实现也应易于切换或重新配置。

2.3、当你想要分享多个对象的实现，但同时需要避免使用引用计数之类的指针的额外开销时。

3、桥接模式（Bridge）的构成

3.1、抽象化（Abstraction）角色：定义抽象类的接口，并保存一个对实现化对象的引用。

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class Renderer
{
public:
	virtual void renderCircle(float radius) = 0;
	virtual ~Renderer() {}
};

3.2、扩展抽象化（RefinedAbstraction）角色：实现抽象化角色中的接口，并通过组合关系调用实现化角色中的操作。

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class VectorRenderer : public Renderer
{
public:
	void renderCircle(float radius);
};

3.3、实现化（Implementor）角色：定义实现化角色的接口，但不提供具体的实现。该接口不一定与抽象化角色的接口完全一致，事实上，这两个接口可以完全不同。一般而言，实现化角色接口中的方法比抽象化角色接口中的方法要少。

c 复制代码

class Shape
{
public:
	Shape(Renderer& renderer);
	virtual void draw() = 0;
	virtual void resize(float factor) = 0;
	virtual ~Shape() {}

protected:
	Renderer& renderer;
};

3.4、具体实现化（ConcreteImplementor）角色：实现实现化角色接口，给出具体的实现。

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class Circle : public Shape
{
public:
	Circle(Renderer& renderer, float radius);
	void draw();
	void resize(float factor);

private:
	float radius;
};

4、桥接模式（Bridge）的优点

4.1、可扩展性: 可以独立地扩展抽象化角色和实现化角色，而不会影响到对方。

4.2、弹性和可维护性: 桥接模式将实现细节推迟到可以独立变化的层面上，有助于提高代码的可维护性。

4.3、分离抽象与实现: 可以实现抽象和实现的分离，在不改变抽象界面的前提下，有助于改变实现细节。

4.4、为复杂类的强耦合问题提供解决方案: 特别适合于那些可能需要多种变化维度的场景，如不同的平台、操作系统等。

5、桥接模式（Bridge）的缺点

5.1、增加了系统的复杂性: 引入的抽象化和实现化角色可能会增加系统的复杂性。

5.2、设计和理解上的难度: 对于初学者来说，桥接模式的理解和设计都较为复杂。

简单示例

1、定义

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class Renderer
{
public:
	virtual void renderCircle(float radius) = 0;
	virtual ~Renderer() {}
};

class VectorRenderer : public Renderer
{
public:
	void renderCircle(float radius);
};

class RasterRenderer :public Renderer
{
public:
	void renderCircle(float radius);
};

class Shape
{
public:
	Shape(Renderer& renderer);
	virtual void draw() = 0;
	virtual void resize(float factor) = 0;
	virtual ~Shape() {}

protected:
	Renderer& renderer;
};

class Circle : public Shape
{
public:
	Circle(Renderer& renderer, float radius);
	void draw();
	void resize(float factor);

private:
	float radius;
};

2、实现

c 复制代码

void VectorRenderer::renderCircle(float radius)
{
	std::cout << "Vector circle of radius " << radius << std::endl;
}

void RasterRenderer::renderCircle(float radius)
{
	std::cout << "Raster circle of radius " << radius << std::endl;
}

Shape::Shape(Renderer& rendererrer) : renderer(rendererrer)
{

}

Circle::Circle(Renderer& renderer, float radius) : Shape(renderer), radius(radius)
{

}

void Circle::draw()
{
	renderer.renderCircle(radius);
}

void Circle::resize(float factor)
{
	radius *= factor;
}

3、调用

c 复制代码

RasterRenderer raster;
Circle rasterCircle(raster, 5);
rasterCircle.draw();
rasterCircle.resize(2);
rasterCircle.draw();

VectorRenderer vecRen;
Circle vecCircle(vecRen, 4);
vecCircle.draw();
vecCircle.resize(2);
vecCircle.draw();