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桥接模式（Bridge Pattern）
桥接模式是 23 种设计模式中的一种结构型模式，其核心思想是将抽象部分与实现部分分离，使它们可以独立变化。这种模式通过引入 "桥接"（抽象与实现之间的关联），解决了因多维度变化导致的类爆炸问题，提高了系统的灵活性和可扩展性。
核心原理
- 抽象化角色（Abstraction）：
定义抽象类的接口，持有一个对实现化角色的引用
负责定义抽象部分的业务方法，不涉及具体实现 - 扩展抽象化角色（RefinedAbstraction）：
继承抽象化角色，扩展抽象部分的功能
实现父类中的抽象方法，并可能添加新的方法 - 实现化角色（Implementor）：
定义实现部分的接口，提供基本操作
不直接与抽象化角色中的业务方法对应，而是提供底层实现 - 具体实现化角色（ConcreteImplementor）：
实现实现化角色的接口，提供具体的业务实现
可以有多个不同的具体实现类
桥接模式的核心是 "分离抽象与实现"，通过抽象类引用实现接口，使抽象和实现可以沿着各自的维度独立扩展，避免了多维度组合导致的类数量爆炸。
Java 实践示例
以 "电子设备与遥控器" 为例实现桥接模式：
抽象维度：基础遥控器、高级遥控器（支持更多功能）
实现维度：电视、收音机等不同电子设备
通过桥接将遥控器（抽象）与设备（实现）分离，使两者可独立扩展
java
package com.example.demo;
public class BridgePattern {
public static void main(String[] args) {
// 创建具体设备
Device tv = new TV();
Device radio = new Radio();
// 基础遥控器控制电视
RemoteControl basicRemoteForTV = new BasicRemoteControl(tv);
System.out.println("=== 基础遥控器控制电视 ===");
basicRemoteForTV.powerOn();
basicRemoteForTV.setChannel(5);
basicRemoteForTV.powerOff();
// 高级遥控器控制收音机
RemoteControl advancedRemoteForRadio = new AdvancedRemoteControl(radio);
System.out.println("\n=== 高级遥控器控制收音机 ===");
advancedRemoteForRadio.powerOn();
advancedRemoteForRadio.setChannel(88.5);
((AdvancedRemoteControl) advancedRemoteForRadio).setVolume(20);
advancedRemoteForRadio.powerOff();
//=== 基础遥控器控制电视 ===
//电视已打开
//电视频道已设置为：5
//电视已关闭
//
//=== 高级遥控器控制收音机 ===
//收音机已打开
//收音机音量已设置为：15
//收音机频率已设置为：88.5MHz
//收音机音量已设置为：20
//收音机已关闭
}
// 实现化角色：设备接口（定义设备的基本操作）
public interface Device {
void powerOn();
void powerOff();
void setChannel(double channel);
void setVolume(int volume);
}
// 具体实现：电视
public static class TV implements Device {
private boolean isOn = false;
private int channel = 1;
private int volume = 10;
@Override
public void powerOn() {
isOn = true;
System.out.println("电视已打开");
}
@Override
public void powerOff() {
isOn = false;
System.out.println("电视已关闭");
}
@Override
public void setChannel(double channel) {
if (isOn) {
this.channel = (int) channel;
System.out.println("电视频道已设置为：" + this.channel);
} else {
System.out.println("请先打开电视");
}
}
@Override
public void setVolume(int volume) {
if (isOn) {
this.volume = volume;
System.out.println("电视音量已设置为：" + this.volume);
}
}
}
// 具体实现：收音机
public static class Radio implements Device {
private boolean isOn = false;
private double frequency = 87.5;
private int volume = 5;
@Override
public void powerOn() {
isOn = true;
System.out.println("收音机已打开");
}
@Override
public void powerOff() {
isOn = false;
System.out.println("收音机已关闭");
}
@Override
public void setChannel(double frequency) {
if (isOn) {
this.frequency = frequency;
System.out.println("收音机频率已设置为：" + this.frequency + "MHz");
} else {
System.out.println("请先打开收音机");
}
}
@Override
public void setVolume(int volume) {
if (isOn) {
this.volume = volume;
System.out.println("收音机音量已设置为：" + this.volume);
}
}
}
// 抽象化角色：遥控器抽象类
public abstract static class RemoteControl {
// 持有设备接口的引用（桥接点）
protected Device device;
// 通过构造函数注入设备
public RemoteControl(Device device) {
this.device = device;
}
// 抽象方法：开机
public abstract void powerOn();
// 抽象方法：关机
public abstract void powerOff();
// 抽象方法：设置频道
public abstract void setChannel(double channel);
}
// 扩展抽象：基础遥控器
public static class BasicRemoteControl extends RemoteControl {
public BasicRemoteControl(Device device) {
super(device);
}
@Override
public void powerOn() {
device.powerOn();
}
@Override
public void powerOff() {
device.powerOff();
}
@Override
public void setChannel(double channel) {
device.setChannel(channel);
}
}
// 扩展抽象：高级遥控器（新增音量调节功能）
public static class AdvancedRemoteControl extends RemoteControl {
public AdvancedRemoteControl(Device device) {
super(device);
}
@Override
public void powerOn() {
device.powerOn();
// 高级功能：开机自动调节到适中音量
device.setVolume(15);
}
@Override
public void powerOff() {
device.powerOff();
}
@Override
public void setChannel(double channel) {
device.setChannel(channel);
}
// 新增功能：调节音量
public void setVolume(int volume) {
device.setVolume(volume);
}
}
}桥接模式的特点
优点：
分离抽象与实现：抽象部分和实现部分可独立扩展，互不影响
减少类数量：避免多维度组合导致的类爆炸（如 2 种遥控器 ×2 种设备 = 4 个类，而非传统继承的 2+2+2=6 个类）
提高灵活性：可动态切换实现，抽象部分可透明地使用不同实现
符合开闭原则：新增抽象或实现时无需修改原有代码
缺点：
增加系统复杂度：引入额外的抽象层和桥接点，理解难度提高
要求正确识别系统的两个独立变化维度，设计难度较大
与适配器模式的区别：
桥接模式：在设计初期就考虑分离抽象与实现，为了扩展
适配器模式：在系统设计完成后解决接口不兼容问题，为了兼容
桥接模式的应用场景
多维度变化的系统：
当系统存在两个或多个独立变化的维度（如形状 × 颜色、操作系统 × 软件）
例如：图形系统中，形状（圆形、矩形）和渲染方式（软件渲染、硬件渲染）是两个独立维度
避免继承爆炸：
当使用继承会导致大量子类（如 4 种品牌 ×3 种类型 = 12 个子类）
例如：电器产品（冰箱、洗衣机）与品牌（海尔、美的）的组合
框架设计：
框架需要为抽象部分和实现部分提供扩展点
例如：Java 的 AWT 中，Component（抽象）与Peer（实现）的分离，支持不同平台的 UI 实现
数据库驱动：
数据库操作接口（抽象）与不同数据库驱动（实现）的分离
例如：JDBC 中Driver接口与不同数据库的驱动实现
桥接模式是应对 "多维度变化" 场景的最佳方案，通过分离抽象与实现，使系统可以沿着多个维度独立扩展，同时避免了类数量的急剧增加。在设计初期识别出系统的独立变化维度，是成功应用桥接模式的关键。