桥接模式 (Bridge Pattern)
什么是桥接模式？
桥接模式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。
简单来说：桥接模式就是将抽象和实现解耦，让它们可以独立变化。
生活中的例子
想象一下：
- 遥控器与电视：遥控器是抽象，电视是实现，它们可以独立变化
- 形状与颜色：形状是抽象，颜色是实现，它们可以独立组合
- 操作系统与文件系统：操作系统是抽象，文件系统是实现
为什么需要桥接模式？
传统方式的问题
java
// 如果使用继承，会导致类爆炸
class RedCircle {}
class GreenCircle {}
class BlueCircle {}
class RedSquare {}
class GreenSquare {}
class BlueSquare {}
// ... 更多组合问题：
- 类爆炸：多个维度组合会导致类数量爆炸
- 扩展困难：新增一个维度需要创建多个类
- 耦合度高：抽象和实现紧密耦合
桥接模式的优势
java
// 使用桥接模式，抽象和实现独立变化
Shape shape = new Circle(new Red());
shape.draw();优势：
- 解耦合：抽象和实现解耦
- 独立变化：抽象和实现可以独立变化
- 扩展容易：新增抽象或实现都很容易
桥接模式的结构
┌─────────────────────┐
│ Abstraction │ 抽象
├─────────────────────┤
│ - impl: Implementor │
│ + operation(): void │
└──────────┬──────────┘
│ 继承
│
┌──────────┴──────────┐
│ RefinedAbstraction │ 扩展抽象
├─────────────────────┤
│ + operation(): void │
└─────────────────────┘
┌─────────────────────┐
│ Implementor │ 实现接口
├─────────────────────┤
│ + operationImpl(): void│
└──────────┬──────────┘
│ 实现
├──┬──────────────────┬──────────────┐
│ │ │
┌──────────┴──────┐ ┌───────────┴───────┐ ┌───┴────────┐
│ ConcreteImpl1 │ │ ConcreteImpl2 │ │ ... │ 具体实现
└─────────────────┘ └───────────────────┘ └────────────┘代码示例
1. 定义实现接口
java
/**
* 实现接口：颜色
*/
public interface Color {
/**
* 应用颜色
*/
void applyColor();
}2. 定义具体实现
java
/**
* 具体实现：红色
*/
public class Red implements Color {
@Override
public void applyColor() {
System.out.println("应用红色");
}
}
/**
* 具体实现：蓝色
*/
public class Blue implements Color {
@Override
public void applyColor() {
System.out.println("应用蓝色");
}
}
/**
* 具体实现：绿色
*/
public class Green implements Color {
@Override
public void applyColor() {
System.out.println("应用绿色");
}
}3. 定义抽象
java
/**
* 抽象：形状
*/
public abstract class Shape {
protected Color color;
public Shape(Color color) {
this.color = color;
}
/**
* 绘制形状
*/
public abstract void draw();
}4. 定义扩展抽象
java
/**
* 扩展抽象：圆形
*/
public class Circle extends Shape {
public Circle(Color color) {
super(color);
}
@Override
public void draw() {
System.out.print("绘制圆形，");
color.applyColor();
}
}
/**
* 扩展抽象：正方形
*/
public class Square extends Shape {
public Square(Color color) {
super(color);
}
@Override
public void draw() {
System.out.print("绘制正方形，");
color.applyColor();
}
}5. 使用桥接
java
/**
* 桥接模式测试类
* 演示如何使用桥接模式将抽象与实现分离
*/
public class BridgeTest {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("=== 桥接模式测试 ===\n");
// 创建不同颜色的形状
System.out.println("--- 红色圆形 ---");
Shape redCircle = new Circle(new Red());
redCircle.draw();
System.out.println("\n--- 蓝色正方形 ---");
Shape blueSquare = new Square(new Blue());
blueSquare.draw();
System.out.println("\n--- 绿色圆形 ---");
Shape greenCircle = new Circle(new Green());
greenCircle.draw();
System.out.println("\n--- 红色正方形 ---");
Shape redSquare = new Square(new Red());
redSquare.draw();
System.out.println("\n=== 桥接模式的优势 ===");
System.out.println("1. 解耦合：抽象和实现解耦");
System.out.println("2. 独立变化：抽象和实现可以独立变化");
System.out.println("3. 扩展容易：新增抽象或实现都很容易");
System.out.println("4. 减少类数量：避免类爆炸");
System.out.println("\n=== 实际应用场景 ===");
System.out.println("场景：不同形状和不同颜色的组合");
System.out.println("如果不使用桥接模式，需要创建：");
System.out.println(" - RedCircle, BlueCircle, GreenCircle");
System.out.println(" - RedSquare, BlueSquare, GreenSquare");
System.out.println(" - ... 更多组合");
System.out.println("使用桥接模式，只需要：");
System.out.println(" - 3种颜色：Red, Blue, Green");
System.out.println(" - 2种形状：Circle, Square");
System.out.println(" - 可以任意组合，共 3×2=6 种组合");
}
}桥接模式的优点
- 解耦合：抽象和实现解耦
- 独立变化：抽象和实现可以独立变化
- 扩展容易：新增抽象或实现都很容易
- 减少类数量：避免类爆炸
桥接模式的缺点
- 增加复杂度：引入了额外的抽象层
- 理解困难：增加了系统的理解难度
适用场景
- 多个维度：系统有多个独立的维度
- 避免类爆炸：需要避免因继承导致的类爆炸
- 独立变化：抽象和实现需要独立变化
常见应用场景
- UI框架：窗口与控件
- 数据库驱动：数据库与驱动
- 跨平台开发：平台与功能
使用建议
- 多个维度：使用桥接模式
- 避免类爆炸：使用桥接模式
- 单一维度：直接使用继承即可
注意事项
⚠️ 桥接模式虽然强大，但要注意：
- 只有在多个维度时才使用
- 不要过度设计，增加不必要的复杂度