设计模式第12讲——桥接模式（Bridge）

目录

一、什么是桥接模式

二、角色组成

三、优缺点

四、应用场景

4.1 生活场景

4.2 java场景

五、代码实现

5.0 UML类图

5.1 实现部分——Bluetooth

5.2 具体实现——BluetoothImpl

5.3 抽象部分——Phone

5.4 具体抽象

六、总结

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一、什么是桥接模式

桥接模式是一种结构型设计模式。它将抽象部分和实现部分分离，使它们可以独立地变化。

二、角色组成

• 抽象部分（Abstraction）：定义了抽象部分的接口，并包含对实现部分的引用。
• 实现部分（Implementor）：定义了实现部分的接口。
• 具体抽象（Concrete Abstraction）：继承抽象部分，实现其中定义的抽象方法。
• 具体实现（Concrete Implementor）：实现Implementor，实现其中定义的具体行为。

三、优缺点

优点：

• 分离抽象和实现，使得它们可以独立变化。
• 提高了系统的灵活性和可扩展性。
• 隐藏了具体的实现细节，使系统更加稳定和可靠。
• 符合开闭原则，可以方便地增加新的抽象和实现部分。

缺点：

• 需要定义抽象部分和实现部分之间的桥接接口，增加了系统的复杂性。
• 如果一个类有多个变化的维度，使用桥接模式可能会导致类的数量增多，增加了系统的复杂性和维护成本。

四、应用场景

4.1 生活场景

• 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。
• 蓝牙耳机与手机：蓝牙耳机可以连接不同品牌的手机，那么手机就可以看作是抽象部分，蓝牙耳机是实现部分，实现不同蓝牙耳机与不同手机的连接和通讯。
• 遥控器和电视：同样道理，遥控器可以控制不同品牌的电视，遥控器可以作为抽象部分，电视则作为实现部分，实现不同遥控器与不同电视的连接和操作。

4.2 java场景

• JdbcTemplate：用于简化数据库操作的类，它使用了桥接模式将数据库的访问方式（如JDBC、Hibernate、MyBatis）与具体的实现（Oracle、Mysql、SQL Server）分离，这样可以方便地切换不同的数据库访问方式。
• Spring的DI和IOC：抽象部分定义了接口或抽象类。比如BeanFactory，而实现部分则由具体的实现类（XmlBeanFactory等）提供。
• 日志框架：抽象部分定义了一组日志记录接口，并提供了不通过的日志记录方法，如DEBUG、INFO、ERROR等，实现部分则通过具体的日志实现类提供实际的日志记录功能，如Log4j、Logback等。

五、代码实现

下面是一个蓝牙耳机和手机的简单例子，用来解释桥接模式。手机作为抽象部分，蓝牙耳机作为实现部分。通过抽象类对实现类接口的引用，使手机可以调用蓝牙接口的方法，实现手机与蓝牙耳机的连接和调用的解耦。

• 抽象部分：Phone
• 实现部分：Bluetooth
• 具体抽象：HWPhone、IPhone
• 具体实现：BluetoothImpl

5.0 UML类图

5.1 实现部分——Bluetooth

/**
 * @author Created by njy on 2023/6/15
 * 1.实现部分（Implementor）：蓝牙接口
 */
public interface Bluetooth {
    //连接
    void connect();

    //断开
    void disConnect();
}

5.2 具体实现——BluetoothImpl

/**
 * @author Created by njy on 2023/6/15
 * 2.具体实现（Concrete Implementor）：实现蓝牙接口
 */
public class BluetoothImpl implements Bluetooth{
    @Override
    public void connect() {
        System.out.println("蓝牙已连接！");
    }

    @Override
    public void disConnect() {
        System.out.println("蓝牙已断开！");
    }
}

5.3 抽象部分——Phone

/**
 * @author Created by njy on 2023/6/15
 * 3.抽象部分（Abstraction）：手机抽象类
 */
public abstract class Phone {

    //蓝牙接口实例
    protected Bluetooth bluetooth;

    public Phone(Bluetooth bluetooth){
        this.bluetooth=bluetooth;
    }

    //手机具体功能，调用蓝牙接口的方法
    public abstract void bluetoothFunction();
}

5.4 具体抽象

/**
 * @author Created by njy on 2023/6/15
 * 4.具体抽象：苹果手机
 */
public class IPhone extends Phone{

    public IPhone(Bluetooth bluetooth) {
        super(bluetooth);
    }

    //手机具体功能，调用蓝牙
    @Override
    public void bluetoothFunction() {
        System.out.println("苹果手机使用蓝牙耳机");
        bluetooth.connect();
        bluetooth.disConnect();
    }
}

/**
 * @author Created by njy on 2023/6/15
 * 4.具体抽象：华为手机
 */
public class HWPhone extends Phone{
    public HWPhone(Bluetooth bluetooth) {
        super(bluetooth);
    }

    //手机具体功能，调用蓝牙
    @Override
    public void bluetoothFunction() {
        System.out.println("华为手机使用蓝牙耳机");
        bluetooth.connect();
        bluetooth.disConnect();
    }
}

5.5 TestBridge

/**
 * @author Created by njy on 2023/6/15
 * 桥接模式测试类
 */
@SpringBootTest
public class TestBridge {

    @Test
    void testBridge(){
        //1 创建蓝牙耳机对象
        Bluetooth bluetooth=new BluetoothImpl();
        //2.创建不同品牌的手机对象
        //苹果
        Phone iPhone=new IPhone(bluetooth);
        //华为
        Phone hw=new HWPhone(bluetooth);
        //调用手机的具体功能方法
        iPhone.bluetoothFunction();
        System.out.println("=========================");
        hw.bluetoothFunction();
    }
}

六、总结

• 当一个类需要两个或多个变化维度时：桥接模式可以将这些变化维度分离出来，使它们可以独立变化。例如，在一个图形编辑器中，图形和颜色可以被视为两个变化的维度，通过使用桥接模式，可以实现不同图形和不同颜色的组合。
• 当需要实现多层继承时：使用继承会导致类层次结构的爆炸性增长，难以维护和扩展。而桥接模式通过将抽象部分和实现部分分离，使得新增功能可以通过组合来实现，而不是通过继承。
• 当需要在抽象部分和实现部分之间增加灵活性时：桥接模式允许抽象部分和实现部分可以独立变化，提供了更大的灵活性和可配置性。例如，在一个电商平台中，抽象部分可以是商品，实现部分可以是支付方式，通过桥接模式可以在运行时选择不同的支付方式。
• 当需要对抽象和实现部分进行扩展时：桥接模式允许抽象部分和实现部分可以独立扩展，而不会相互影响。例如，在一个电子设备管理系统中，抽象部分可以是设备接口，实现部分可以是不同类型的设备，通过桥接模式可以方便地添加新的设备类型。

总结：桥接模式适用于多维度变化、多层继承、灵活性要求高、扩展性高的场景。