设计模式之桥接模式
桥接模式
将抽象部分与它的实现部分解耦，使得两者都能够独立变化，是一种对象结构型模式
类图
实现
实现类接口，声明基本操作，与抽象类关联
package design.bridge;
/*
*
*@author:zzf
*@time:2020-12-22
*
*/
public interface Implementor {
public void operationImpl();
}
具体实现类
package design.bridge;
/*
*
*@author:zzf
*@time:2020-12-22
*
*/
public class ConcreteImplementor implements Implementor {
@Override
public void operationImpl() {
//具体业务方法
}
}
抽象类，与Implementor关联，包括抽象业务方法，还包括具体业务方法，还可以调用Implementor中的方法
package design.bridge;
/*
*
*@author:zzf
*@time:2020-12-22
*
*/
public abstract class Abstraction {
protected Implementor impl;
public void setImpl(Implementor impl){
this.impl=impl;
}
//声明抽象业务方法
public abstract void operation();
}
扩充抽象类，实现抽象类的业务方法
package design.bridge;
/*
*
*@author:zzf
*@time:2020-12-22
*
*/
public class RefinedAbstraction extends Abstraction {
@Override
public void operation() {
//业务代码
impl.operationImpl();//调用实现类的方法
//业务代码
}
}
应用实例
某软件公司要开发一个跨平台图像浏览系统，要求该系统能够显示BMP、JPG、GIF、PNG等多种格式的文件，并且能够在Windows、Linux、UNIX等多个操作系统上运行。系统首先将各种格式的文件解析为像素矩阵(Matrix)，然后将像素矩阵显示在屏幕上，在不同的操作系统中可以调用不同的绘制函数来绘制像素矩阵。另外，系统需具有较好的扩展性，以便在将来支持新的文件格式和操作系统。试使用桥接模式设计该跨平台图像浏览系统。
代码实现
像素矩阵类，作为辅助类，图像文件最终转化成像素矩阵
package design.bridge.test;
/*
*
*@author:zzf
*@time:2020-12-22
*
*/
public class Matrix {
//具体代码略
}
抽象操作系统实现类，充当实现类接口
package design.bridge.test;
/*
*
*@author:zzf
*@time:2020-12-22
*
*/
public interface ImageImp {
public void doPaint(Matrix m);
}
具体实现类
package design.bridge.test;
/*
*
*@author:zzf
*@time:2020-12-22
*
*/
public class WindowsImp implements ImageImp {
@Override
public void doPaint(Matrix m) {
System.out.println("在Windows操作系统中显示图像：");
}
}
package design.bridge.test;
/*
*
*@author:zzf
*@time:2020-12-22
*
*/
public class LinuxImp implements ImageImp {
@Override
public void doPaint(Matrix m) {
System.out.println("在Linux操作系统中显示图像：");
}
}
package design.bridge.test;
/*
*
*@author:zzf
*@time:2020-12-22
*
*/
public class UnixImp implements ImageImp {
@Override
public void doPaint(Matrix m) {
System.out.println("在UNIX操作系统中显示图像：");
}
}
抽象图像类，充当抽象类
package design.bridge.test;
/*
*
*@author:zzf
*@time:2020-12-22
*
*/
public abstract class Image {
protected ImageImp imp;
// 注入实现类接口对象
public void setImageImp(ImageImp imp) {
this.imp = imp;
}
public abstract void parseFile(String fileName);
}
扩充抽象类
package design.bridge.test;
/*
*
*@author:zzf
*@time:2020-12-22
*
*/
public class JPGImage extends Image {
public void parseFile(String fileName) {
// 模拟解析JPG文件并获得一个像素矩阵对象m
Matrix m = new Matrix();
imp.doPaint(m);
System.out.println(fileName + ",格式为JPG.");
}
}
package design.bridge.test;
/*
*
*@author:zzf
*@time:2020-12-22
*
*/
public class PNGImage extends Image {
@Override
public void parseFile(String fileName) {
// 模拟解析PNG文件并获得一个像素矩阵对象m
Matrix m = new Matrix();
imp.doPaint(m);
System.out.println(fileName + ",格式为PNG.");
}
}
package design.bridge.test;
/*
*
*@author:zzf
*@time:2020-12-22
*
*/
public class BMPImage extends Image {
@Override
public void parseFile(String fileName) {
// 模拟解析PNG文件并获得一个像素矩阵对象m
Matrix m = new Matrix();
imp.doPaint(m);
System.out.println(fileName + ",格式为BMP.");
}
}
package design.bridge.test;
/*
*
*@author:zzf
*@time:2020-12-22
*
*/
public class GIFImage extends Image {
@Override
public void parseFile(String fileName) {
// 模拟解析PNG文件并获得一个像素矩阵对象m
Matrix m = new Matrix();
imp.doPaint(m);
System.out.println(fileName + ",格式为GIF.");
}
}
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<config>
<className>design.bridge.test.JPGImage</className>
<className>design.bridge.test.WindowsImp</className>
</config>
package design.bridge.test;
import java.io.File;
import javax.xml.parsers.DocumentBuilder;
import javax.xml.parsers.DocumentBuilderFactory;
import org.w3c.dom.Document;
import org.w3c.dom.Node;
import org.w3c.dom.NodeList;
public class XMLUtil {
public static Object getBean(String args) {
try {
// 创建DOM文档对象
DocumentBuilderFactory dFactory = DocumentBuilderFactory.newInstance();
DocumentBuilder builder = dFactory.newDocumentBuilder();
Document doc;
doc = builder.parse(new File("src//design//bridge//test//config.xml"));
Node classNode = null;
String cName = null;
NodeList nl = null;
nl = doc.getElementsByTagName("className");
// 获取第一个包含类名的节点，即扩充抽象类
if (args.equals("image")) {
classNode = nl.item(0).getFirstChild();
}
// 获取第二个包含类名的节点，即具体实现类
else if (args.equals("os")) {
classNode = nl.item(1).getFirstChild();
}
cName = classNode.getNodeValue();
// 通过类名生成实例对象
Class c = Class.forName(cName);
Object obj = c.newInstance();
return obj;
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
return null;
}
}
}
客户端
package design.bridge.test;
/*
*
*@author:zzf
*@time:2020-12-22
*
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Image image;
ImageImp imp;
image = (Image) XMLUtil.getBean("image");
imp = (ImageImp) XMLUtil.getBean("os");
image.setImageImp(imp);
image.parseFile("小龙女");
}
}
运行结果
如果需要更换图像文件格式或更换操作系统，只需修改配置文件即可
桥接模式的优缺点
优点：
（1）分离抽象接口及其实现部分
（2）它是比多层继承方案更好的解决方案，极大地减少了子类的个数
（3）提高了系统的可扩展性，在两个变化的维度中任意扩展一个维度都不需要修改原有的系统，符合开闭原则
缺点：
（1）增加系统的理解与设计难度
（2）正确识别出系统中的两个独立变化的维度并不是一件容易的事情
适用环境
（1）需要在抽象化和具体化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关系
（2）抽象部分和实现部分可以用继承的方式独立扩展而不互相影响
（3）一个类存在两个或多个独立变化的维度，且这些维度都需要独立进行扩展
（4）不希望使用继承或因为多层继承导致系统类的个数急剧增加的系统
参考
Java设计模式