设计模式：桥接模式|菜鸟教程

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定义

桥接（Bridge）是用于把抽象化与实现化解耦，使得二者可以独立变化。这种类型的设计模式属于结构型模式，它通过提供抽象化和实现化之间的桥接结构，来实现二者的解耦。
这种模式涉及到一个作为桥接的接口，使得实体类的功能独立于接口实现类。这两种类型的类可被结构化改变而互不影响。
我们通过下面的实例来演示桥接模式（Bridge Pattern）的用法。其中，可以使用相同的抽象类方法但是不同的桥接实现类，来画出不同颜色的圆。

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介绍

意图：
将抽象部分与实现部分分离，使它们都可以独立的变化。

主要解决：
在有多种可能会变化的情况下，用继承会造成类爆炸问题，扩展起来不灵活。

何时使用：
实现系统可能有多个角度分类，每一种角度都可能变化。

如何解决：
把这种多角度分类分离出来，让它们独立变化，减少它们之间耦合。

结构

关键代码：
抽象类依赖实现类。

应用实例：
1. 猪八戒从天蓬元帅转世投胎到猪，转世投胎的机制将尘世划分为两个等级，即：灵魂和肉体，前者相当于抽象化，后者相当于实现化。生灵通过功能的委派，调用肉体对象的功能，使得生灵可以动态地选择。
2. 墙上的开关，可以看到的开关是抽象的，不用管里面具体怎么实现的。

优点：
1. 抽象和实现的分离。
2. 优秀的扩展能力。
3. 实现细节对客户透明。

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。

使用场景：
1. 如果一个系统需要在构件的抽象化角色和具体化角色之间增加更多的灵活性，避免在两个层次之间建立静态的继承联系，通过桥接模式可以使它们在抽象层建立一个关联关系。
2. 对于那些不希望使用继承或因为多层次继承导致系统类的个数急剧增加的系统，桥接模式尤为适用。
3. 一个类存在两个独立变化的维度，且这两个维度都需要进行扩展。

注意事项：
对于两个独立变化的维度，使用桥接模式再适合不过了。

桥接模式和策略模式的区别：
1. 首先，在形式上，两者还是有一定区别的，对比两幅结构图，我们可以发现，在桥接模式中不仅Implementor具有变化 （ConcreateImplementior），而且Abstraction也可以发生变化（RefinedAbstraction），而且两者的变化 是完全独立的，RefinedAbstraction与ConcreateImplementior之间松散耦合，它们仅仅通过Abstraction与 Implementor之间的关系联系起来。而在策略模式中，并不考虑Context的变化，只有算法的可替代性。

1. 其次在语意上，桥接模式强调Implementor接口仅提供基本操作，而Abstraction则基于这些基本操作定义更高层次的操作。而策略模式强调 Strategy抽象接口的提供的是一种算法，一般是无状态、无数据的，而Context则简单调用这些算法完成其操作。

2. 桥接模式中不仅定义Implementor的接口而且定义Abstraction的接口，Abstraction的接口不仅仅是为了与 Implementor通信而存在的，这也反映了结构型模式的特点：通过继承、聚合的方式组合类和对象以形成更大的结构。在策略模式中，Startegy 和Context的接口都是两者之间的协作接口，并不涉及到其它的功能接口，所以它是行为模式的一种。行为模式的主要特点就是处理的是对象之间的通信方 式，往往是通过引入中介者对象将通信双方解耦，在这里实际上就是将Context与实际的算法提供者解耦。

所以相对策略模式，桥接模式要表达的内容要更多，结构也更加复杂。桥接模式表达的主要意义其实是接口隔离的原则，即把本质上并不内聚的两种体系区别 开来，使得它们可以松散的组合，而策略在解耦上还仅仅是某一个算法的层次，没有到体系这一层次。从结构图中可以看到，策略的结构是包容在桥接结构中的，桥 接中必然存在着策略模式，Abstraction与Implementor之间就可以认为是策略模式，但是桥接模式一般Implementor将提供一系 列的成体系的操作，而且Implementor是具有状态和数据的静态结构。而且桥接模式Abstraction也可以独立变化。

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实现

我们有一个作为桥接实现的 DrawAPI 接口和实现了 DrawAPI 接口的实体类 RedCircle、GreenCircle。Shape 是一个抽象类，将使用 DrawAPI 的对象。BridgePatternDemo，我们的演示类使用 Shape 类来画出不同颜色的圆。

CPP 实现

步骤 1
定义DrawAPI 和 Shape接口

#include 
#include 

using namespace std;

class DrawAPI
{
public:
    virtual void drawCircle(int x, int y, int radius) = 0;
};

class Shape
{
public:
    Shape(DrawAPI* drawAPI, int x, int y, int radius)
    {
        this->drawAPI = drawAPI;
        this->x = x;
        this->y = y;
        this->radius = radius;
    }
    virtual void draw() = 0;

protected:
    DrawAPI *drawAPI;
    int x;
    int y;
    int radius;
};

步骤 2
定义 RedCircle GreenCircle 和 抽象类 Circle

#include "Interface.h"

class RedCircle:public DrawAPI
{
public:
    void drawCircle(int x, int y, int radius);
};

class GreenCircle:public DrawAPI
{
public:
    void drawCircle(int x, int y, int radius);
};

class Circle: public Shape
{
public:
    Circle(int x, int y, int radius, DrawAPI* drawAPI);
    void draw();
};

步骤 3
实现相关类

#include "Implement.h"

void RedCircle::drawCircle(int x, int y, int radius)
{
    cout << "drawing circle[ color: red, radius: " << radius << ", x: " << x <<", "<< y <<"]" << endl;
}

void GreenCircle::drawCircle(int x, int y, int radius)
{
    cout << "Drawing Circle[ color: green, radius: " << radius <<", x: " <", "<< y <<"]" << endl;
}

Circle::Circle(int x, int y, int radius, DrawAPI* drawAPI):Shape(drawAPI, x, y, radius)
{
}

void Circle::draw()
{
    drawAPI->drawCircle(x, y, radius);
}

步骤 4

#include "Implement.h"

int main(int argc, char** argv)
{
    Shape* redCircle = new Circle(100, 100, 10, new RedCircle());
    Shape* greenCircle = new Circle(100, 200, 10, new GreenCircle());

    redCircle->draw();
    greenCircle->draw();

    return 0;
}

步骤 5
验证输出：

drawing circle[ color: red, radius: 10, x: 100, 100]
Drawing Circle[ color: green, radius: 10, x: 100, 200]

Java实现

步骤 1
创建桥接实现接口。

DrawAPI.java
public interface DrawAPI {
   public void drawCircle(int radius, int x, int y);
}

步骤 2
创建实现了 DrawAPI 接口的实体桥接实现类。
RedCircle.java

public class RedCircle implements DrawAPI {
   @Override
   public void drawCircle(int radius, int x, int y) {
      System.out.println("Drawing Circle[ color: red, radius: "
         + radius +", x: " +x+", "+ y +"]");
   }
}

GreenCircle.java

public class GreenCircle implements DrawAPI {
   @Override
   public void drawCircle(int radius, int x, int y) {
      System.out.println("Drawing Circle[ color: green, radius: "
         + radius +", x: " +x+", "+ y +"]");
   }
}

步骤 3
使用 DrawAPI 接口创建抽象类 Shape。
Shape.java

public abstract class Shape {
   protected DrawAPI drawAPI;
   protected Shape(DrawAPI drawAPI){
      this.drawAPI = drawAPI;
   }
   public abstract void draw(); 
}

步骤 4
创建实现了 Shape 接口的实体类。
Circle.java

public class Circle extends Shape {
   private int x, y, radius;

   public Circle(int x, int y, int radius, DrawAPI drawAPI) {
      super(drawAPI);
      this.x = x;  
      this.y = y;  
      this.radius = radius;
   }

   public void draw() {
      drawAPI.drawCircle(radius,x,y);
   }
}

步骤 5
使用 Shape 和 DrawAPI 类画出不同颜色的圆。
BridgePatternDemo.java

public class BridgePatternDemo {
   public static void main(String[] args) {
      Shape redCircle = new Circle(100,100, 10, new RedCircle());
      Shape greenCircle = new Circle(100,100, 10, new GreenCircle());

      redCircle.draw();
      greenCircle.draw();
   }
}

步骤 6
验证输出。

Drawing Circle[ color: red, radius: 10, x: 100, 100]
Drawing Circle[ color: green, radius: 10, x: 100, 100]

参考资料

• http://www.runoob.com/design-pattern/adapter-pattern.html
• C++的实现源码可以从[email protected]:lory17/designpatterncode.git 获取。