掌握设计模式--桥接模式

桥接设计模式(Bridge Pattern)是一种结构型设计模式,它通过将抽象部分与实现部分分离,使它们可以独立地变化。这种模式特别适合于需要在多个维度上扩展的场景,避免了类爆炸(类的数量随着组合需求呈指数级增长)的情况。

核心思想

  • 抽象部分:定义对象的主要功能或者高层操作接口。
  • 实现部分:实现抽象部分定义的具体功能。
  • 桥接:通过组合(而非继承)将抽象部分与实现部分连接在一起。

桥接模式关注的是将抽象层和实现层解耦 ,使得它们可以独立变化,以便应对复杂的变化场景。通过这种分离,抽象和实现可以独立扩展,不会互相影响,通常是为了处理多维度扩展问题

组成部分

  1. Abstraction(抽象类)
  • 定义抽象的接口或基类。
  • 持有一个对实现类(Implementor)的引用。
  1. RefinedAbstraction(细化抽象类)
  • 扩展或实现抽象类的功能。
  1. Implementor(实现类接口)
  • 定义实现类的通用接口。
  1. ConcreteImplementor(具体实现类)
  • 实现 Implementor 接口的具体逻辑。

案例--支付系统中的桥接模式

在支付系统中,我们需要支持不同的支付方式(如微信支付、支付宝支付、信用卡支付等),而且支付方式可能会随着时间和需求的变化而不断增加。同时,每种支付方式又可能需要处理不同的支付类型(例如,消费、退款等操作)。桥接模式可以帮助我们将支付方式和支付类型分离,让它们独立扩展,减少类的数量。

0. 类图

1. 抽象部分:支付操作

首先,我们定义一个抽象的 Payment 类,代表支付操作。该类包含一个指向支付方式的引用,支付方式可以是微信支付、支付宝支付等。

java 复制代码
// Abstraction: 抽象的支付操作类
abstract class Payment {
    protected PaymentMethod paymentMethod; // 支付方式

    public Payment(PaymentMethod paymentMethod) {
        this.paymentMethod = paymentMethod;
    }

    // 执行支付操作
    abstract void executePayment(double amount);
}

2. 具体支付操作:消费和退款

然后,我们定义两种支付类型:消费和退款。每种支付类型都可以独立扩展。

java 复制代码
// RefinedAbstraction: 消费支付
class ConsumerPayment extends Payment {
    public ConsumerPayment(PaymentMethod paymentMethod) {
        super(paymentMethod);
    }

    @Override
    void executePayment(double amount) {
        System.out.println("Initiating consumer payment of " + amount + " using " + paymentMethod.getMethodName());
        paymentMethod.processPayment(amount);
    }
}

// RefinedAbstraction: 退款支付
class RefundPayment extends Payment {
    public RefundPayment(PaymentMethod paymentMethod) {
        super(paymentMethod);
    }

    @Override
    void executePayment(double amount) {
        System.out.println("Initiating refund payment of " + amount + " using " + paymentMethod.getMethodName());
        paymentMethod.processPayment(amount);
    }
}

3. 实现部分:支付方式

接下来,我们定义支付方式接口 PaymentMethod,以及它的具体实现类:微信支付、支付宝支付、信用卡支付等。

java 复制代码
// Implementor: 支付方式接口
interface PaymentMethod {
    String getMethodName(); // 获取支付方式名称
    void processPayment(double amount); // 处理支付操作
}

// ConcreteImplementor: 微信支付
class WeChatPayment implements PaymentMethod {
    @Override
    public String getMethodName() {
        return "WeChat Payment";
    }

    @Override
    public void processPayment(double amount) {
        System.out.println("Processing payment of " + amount + " through WeChat.");
    }
}

// ConcreteImplementor: 支付宝支付
class AlipayPayment implements PaymentMethod {
    @Override
    public String getMethodName() {
        return "Alipay Payment";
    }

    @Override
    public void processPayment(double amount) {
        System.out.println("Processing payment of " + amount + " through Alipay.");
    }
}

// ConcreteImplementor: 信用卡支付
class CreditCardPayment implements PaymentMethod {
    @Override
    public String getMethodName() {
        return "Credit Card Payment";
    }

    @Override
    public void processPayment(double amount) {
        System.out.println("Processing payment of " + amount + " through Credit Card.");
    }
}

4. 使用桥接模式的客户端

我们可以通过客户端代码来进行测试。客户端可以动态地组合不同的支付方式和支付操作类型(如消费或退款)。

java 复制代码
public class BridgePatternExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用微信支付进行消费
        Payment payment1 = new ConsumerPayment(new WeChatPayment());
        payment1.executePayment(100.0);

        // 使用支付宝支付进行退款
        Payment payment2 = new RefundPayment(new AlipayPayment());
        payment2.executePayment(50.0);

        // 使用信用卡支付进行消费
        Payment payment3 = new ConsumerPayment(new CreditCardPayment());
        payment3.executePayment(200.0);
    }
}

5. 运行结果

我们通过桥接模式将支付操作(抽象)和支付方式(具体)分离开来,使得支付操作和支付方式可以独立扩展 。之所以,称支付操作抽象部分支付方式具体部分 ,那是因为支付操作并没有实实在在调用支付接口完成支付操作,而是由支付方式去调用支付接口完成的支付操作。 如果将来我们需要添加新的支付操作(例如银行转账等)或支付方式(例如代付、分期付款等),我们可以独立地扩展它们,而不需要修改现有的代码。

桥接模式与策略模式的对比

  • 策略模式 :如果你希望在运行时动态地切换支付方式,而不需要知道具体的支付操作(如消费、退款等),策略模式更合适。在这种模式下,我们将支付方式作为一种策略,并在运行时选择适当的策略来处理支付。

  • 桥接模式 :如果你有多个维度需要扩展(比如支付操作和支付方式),并且希望将抽象和实现分离,使得它们可以独立变化,桥接模式则更为合适。桥接模式适合需要同时支持多个变化维度(例如支付方式和支付类型)的场景。

桥接模式的优点

  1. 分离抽象和实现:可以分别独立开发,不互相影响;
  2. 提高系统的扩展性:增加新的抽象类或实现类都非常方便;
  3. 多维度遵循开闭原则:在多维度场景问题中,修改或扩展某一维度不会影响其他部分。

桥接模式的适用场景

  1. 一个类有两个(或多个)独立变化的维度,且需要独立扩展时。
  2. 不希望通过继承增加类的数量。
  3. 需要在运行时切换实现。

总结

桥接模式通过将抽象部分和实现部分分离,极大地增强了代码的灵活性和可维护性。它是一种非常实用的设计模式,尤其在需要扩展多个维度的场景中,可以显著减少代码复杂度。

桥接模式强调抽象和实现分离及多维度扩展,在这些情况下可以考虑使用桥接模式。

需要查看往期设计模式文章的,可以在个人主页中或者文章开头的集合中查看,可关注我,持续更新中。。。


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