C++设计模式之桥模式

桥模式也是设计模式中单一组件模式的一种。什么是单一组件模式呢？

单一组件模式：

• 在软件组件设计中，如果责任划分的不清晰，使用继承得到的结果往往是随着需求的变化而变化，子类急剧膨胀，同时充斥着重复代码，这时候的关键是划清责任。 
• 典型的单一组件模式有装饰模式和桥模式。

如下代码是我们没有学习过桥模式写出的代码，下面代码通过功能分解的方法将一个复杂功能伪代码实现。下面代码挺简单，我就不仔细说明了。

class Messager {
public:
	virtual void Login(string username, string password) = 0;
	virtual void SendMessage(string message) = 0;
	virtual void SendPicture(Image image) = 0;

	virtual void PlaySound() = 0;
	virtual void DrawShape() = 0;
	virtual void WriteText() = 0;
	virtual void Connect() = 0;

	virtual ~Messager(){}
};

// 平台实现
class PCMessagerbase :public Messager { //PC平台
public:
	virtual void PlaySound() {
		//**********
	}
	virtual void PlaySound() {
		//**********
	}
	virtual void WriteText() {
		//**********
	}
	virtual void Connect() {
		//**********
	}
};
class MobileMessagerbase :public Messager { //移动平台
public:
	virtual void PlaySound() {
		//**********
	}
	virtual void PlaySound() {
		//**********
	}
	virtual void WriteText() {
		//**********
	}
	virtual void Connect() {
		//**********
	}
};
// 业务抽象
class PCMessageLite : public PCMessagerbase {
public:
	virtual void Login(string username, string password) {
		PCMessagerbase::Connect();
		//**********
	}
	virtual void SendMassage(string message) {
		PCMessagerbase::WriteText();
		//*********
	}
	virtual void SendPicture(Image image) {
		PCMessagerbase::DrawShape();
		//*********
	}
};
class PCMessagePerfect : public PCMessagerbase {
public:
	virtual void Login(string username, string password) {
		PCMessagerbase::PlaySound();
		PCMessagerbase::Connect();
		//**********
	}
	virtual void SendMassage(string message) {
		PCMessagerbase::WriteText();
		//*********
		PCMessagerbase::PlaySound();
	}
	virtual void SendPicture(Image image) {
		PCMessagerbase::PlaySound();
		PCMessagerbase::DrawShape();
		//*********
	}
};
class MobileMessageLite : public MobileMessagerbase {
public:
	virtual void Login(string username, string password) {
		MobileMessagerbase::Connect();
		//**********
	}
	virtual void SendMassage(string message) {
		MobileMessagerbase::WriteText();
		//*********
	}
	virtual void SendPicture(Image image) {
		MobileMessagerbase::DrawShape();
		//*********
	}
};
class MobileMessagePerfect : public MobileMessagerbase {
public:
	virtual void Login(string username, string password) {
		MobileMessagerbase::PlaySound();
		MobileMessagerbase::Connect();
		//**********
	}
	virtual void SendMassage(string message) {
		MobileMessagerbase::WriteText();
		//*********
		MobileMessagerbase::PlaySound();
	}
	virtual void SendPicture(Image image) {
		MobileMessagerbase::PlaySound();
		MobileMessagerbase::DrawShape();
		//*********
	}
};

void process() {
	//编译时装配
	Messager* m = new MobileMessagePerfect();
}

将上述代码如何修改为桥模式呢？为什么能够修改为桥模式呢？

动机：

• 由于某些类型的固有实现逻辑，使得他们具有两个变化的维度，乃至多个维度的变化。
• 如何应对多维度的变化？如何利用面向对象技术使得类型可以轻松地沿着两个乃至多个维度变化，而不引入额外的复杂度？

从上述子问题拆分方式进行业务代码实现，我们实现了很多类，基类1个，平台实现类2个，业务抽象类2*2个。然而在实际业务中，你的平台实现和业务抽象类将会更多，假设n个实现平台，m个业务抽象方法，那将会有1+n+m*n个类，类的个数随着平台和业务抽象急剧膨胀！

        下面代码是修改后代码，用桥模式的实现上述业务。基类Messager分为两个类，一个是Messager类，一个是MessagerImp类，平台的选择通过多态指针messagerImp实现，在运行时被确定。下面的代码将平台变化和业务变化两个维度进行，带动了行为的多态实现，这也就导致未修改前的基类Messager要分为两个类。实现了将抽象部分（业务功能）与实现部分（平台实现）分离，是他们可以独立的变化。

        

class Messager { //第一个变化方向，平台变化
public:
	Messager(MessagerImp* imp):messagerImp(imp){} //初始化多态指针
	MessagerImp* messagerImp; //多态指针决定未来运行时是那个平台
	virtual void Login(string username, string password) = 0;
	virtual void SendMessage(string message) = 0;
	virtual void SendPicture(Image image) = 0;

	virtual ~Messager() {}
};
class MessagerImp { 
public:
	virtual void PlaySound() = 0;
	virtual void DrawShape() = 0;
	virtual void WriteText() = 0;
	virtual void Connect() = 0;

	virtual ~MessagerImp() {};
};

// 平台实现
class PCMessagerImp :public MessagerImp { //PC平台
public:
	virtual void PlaySound() {
		//**********
	}
	virtual void PlaySound() {
		//**********
	}
	virtual void WriteText() {
		//**********
	}
	virtual void Connect() {
		//**********
	}
};
class MobileMessagerImp :public MessagerImp { //移动平台
public:
	virtual void PlaySound() {
		//**********
	}
	virtual void PlaySound() {
		//**********
	}
	virtual void WriteText() {
		//**********
	}
	virtual void Connect() {
		//**********
	}
};
// 业务抽象
//第二个变化，业务的变化（简洁版和完美版）
class MessageLite:public Messager {
	
public:
	virtual void Login(string username, string password) {
		messagerImp->Connect();
		//**********
	}
	virtual void SendMassage(string message) {
		messagerImp->WriteText();
		//*********
	}
	virtual void SendPicture(Image image) {
		messagerImp->DrawShape();
		//*********
	}
};
class MessagePerfect : public Messager{
public:
	virtual void Login(string username, string password) {
		messagerImp->PlaySound();
		messagerImp->Connect();
		//**********
	}
	virtual void SendMassage(string message) {
		messagerImp->WriteText();
		//*********
		messagerImp->PlaySound();
	}
	virtual void SendPicture(Image image) {
		messagerImp->PlaySound();
		messagerImp->DrawShape();
		//*********
	}
};

void process() {
	//运行时装配
	MessagerImp* mImp = new PCMessagerImp();
	Messager* m = new Messager(mImp);
}

如下图所示是上述代码的桥模式类图

 总结：

• Bridge模式使用“对象间的组合关系"解耦了抽象和实现之间固有的绑定关系，使得抽象和实现可以沿着各自的维度来变化。所谓抽象和实现沿着各自纬度的变化，即“子类化”它们。
• Bridge模式有时候类似于多继承方案，但是多继承方案往往违背单一职责原则(即一个类只有一个变化的原因），复用性比较差。Bridge模式是比多继承方案更好的解决方法。
• Bridge模式的应用一般在“两个非常强的变化维度”，有时一个类也有多于两个的变化维度，这时可以使用Bridge的扩展模式。