Python桥接模式介绍、使用

一、Python桥接模式介绍

概念：

        Python桥接模式（Bridge Pattern）是一种软件设计模式，用于将抽象部分与其实现部分分离，使它们可以独立地变化。

        它可以通过使用桥接接口来创建一个桥接对象来连接抽象和实现部分。

功能：

         桥接模式的主要功能是将抽象部分和实现部分解耦，使得它们可以独立地变化。

        在实现部分改变时，抽象部分不会受到影响，反之亦然。这使得系统更加灵活和可扩展。

优点：

         1.分离抽象和实现部分，使得系统更容易扩展和维护；

        2.提高代码的可重用性和可扩展性；

        3.对于需要在多个平台上运行的程序，桥接模式可以避免代码的重复编写。

缺点：

        1.增加了系统的复杂度，需要设计更多的类和接口；

         2.桥接模式需要使用抽象类和接口，这会增加代码的复杂度。

应用场景：

        1.当需要扩展一个类的功能时，使用桥接模式可以避免修改原来的类；

        2.当一个类有多个实现时，使用桥接模式可以避免在多个实现之间进行切换；

        3.当需要在多个平台上运行的程序时，使用桥接模式可以避免编写重复的代码。

使用方式：

        桥接模式的实现方式是使用抽象类和接口来分离抽象和实现部分。

        抽象部分由抽象类或接口来定义，实现部分由具体的实现类来继承。

        桥接接口将抽象和实现部分连接起来，使得它们可以独立地变化。

在应用程序开发中的应用：

        Python桥接模式在应用程序开发中经常被使用。

        例如，在大型的软件系统中，很多功能都需要进行扩展和修改，使用桥接模式可以避免对原来的代码进行修改。

        另外，在需要在多个平台上运行的程序中，桥接模式可以避免编写重复的代码，提高代码的可重用性和可扩展性。

二、使用

工作原理：

        桥接模式的工作原理是将抽象部分和实现部分分离，使得它们可以独立地变化。

        在实现部分改变时，抽象部分不会受到影响，反之亦然。

        这使得系统更加灵活和可扩展。

        具体实现方式是使用抽象类和接口来分离抽象和实现部分，使用桥接接口来连接抽象和实现部分。

示例：

假设我们正在开发一个电脑品牌的销售系统，需要将电脑品牌和操作系统分离，使得系统更加灵活和可扩展。这时候就可以使用Python桥接模式来实现。

1.首先定义抽象类Computer和操作系统的接口OperatingSystem：

2.实现具体的电脑品牌和操作系统：

3.最后使用桥接接口将抽象和实现部分连接起来：

# abc模块提供了一个称为ABC的类和一个称为abstractmethod的装饰器，用于抽象基类（Abstract Base Classes）
from abc import ABC, abstractmethod

class Computer(ABC):
    @abstractmethod # @abstractmethod是Python装饰器语法中的一种，用于定义抽象方法。抽象方法是一种在抽象基类中声明但不实现的方法。其他非抽象子类必须实现这些方法来满足抽象基类的规范。
    def run(self):
        pass

class OperationSystem(ABC):
    @abstractmethod
    def install(self):
        pass


class Linux(OperationSystem):
    def install(self):
        print("install Linux operation system")

class Dell(Computer): # 继承抽象类Computer
    def __init__(self, os):
        self._os = os

    def run(self): # 实现抽象类中声明的run方法
        print("run Dell Computer")
        self._os.install()

class Lenovo(Computer):
    def __init__(self, os):
        self._os = os

    def run(self):
        print("run Lenovo")
        self._os.install()

class Windows(OperationSystem):
    def install(self):
        print("install Windows operation system")

class Linux(OperationSystem):
    def install(self):
        print("install Linux operation system")

# 使用桥接接口将抽象和实现部分连接起来
os = Windows()
dell = Dell(os)
dell.run()

os = Linux()
lenovo = Lenovo(os)
lenovo.run()

这样就可以将电脑品牌和操作系统分离开来，实现了桥接模式，使得系统更加灵活和可扩展。如果需要增加新的电脑品牌或操作系统，只需要实现抽象类和接口即可，不需要修改原来的代码

        运行结果：

run Dell Computer
install Windows operation system
run Lenovo
install Linux operation system

三、其它

from abc import ABC, abstractmethod说明

在Python中，abc模块提供了一个称为ABC的类和一个称为abstractmethod的装饰器，用于抽象基类（Abstract Base Classes）。抽象基类是一种特殊的类，用于定义接口和规范，并且不能被实例化。

ABC是所有抽象基类的基类，它本身不是抽象类。通过继承ABC类可以将普通类变成抽象类。abstractmethod装饰器用于定义抽象方法，这些方法必须由子类实现。在没有实现抽象方法的情况下，子类无法被实例化。

使用ABC和abstractmethod可以实现多态和规范化。在抽象基类中定义接口和规范，编写代码时可以基于接口编程，从而降低代码的耦合度，提高代码可复用性和可维护性。

 @abstractmethod说明

@abstractmethod是Python装饰器语法中的一种，用于定义抽象方法。抽象方法是一种在抽象基类中声明但不实现的方法。其他非抽象子类必须实现这些方法来满足抽象基类的规范。

使用@abstractmethod装饰器时，需要在抽象基类中定义一个方法，并在该方法上使用装饰器。具体语法如下：

from abc import ABC, abstractmethod

class MyAbstractClass(ABC):
    @abstractmethod
    def my_abstract_method(self):
        pass

在上面的代码中，MyAbstractClass是一个抽象基类，包含一个抽象方法my_abstract_method。使用@abstractmethod装饰器修饰这个方法表示它是一个抽象方法，必须由其子类实现。在抽象方法中通常不会实现任何具体功能，而只是提供了一个框架或接口，以便子类实现。

可以在非抽象基类中实现抽象方法，也可以在非抽象基类中再次声明为抽象方法。如果子类未实现其在抽象基类中声明的所有抽象方法，则该子类也将成为抽象类。