设计模式-桥接模式（Bridge）

一、桥接模式概述

1.1 什么是桥接模式

桥接模式，也被称为柄体（Handle and Body）模式或接口（Interface）模式，是一种桥接模式，也被称为柄体（Handle and Body）模式或接口（Interface）模式，是一种结构型设计模式。它的主要目的是将抽象部分与它的实现部分分离，使它们都可以独立地变化。这种分离可以通过组合关系代替继承关系来实现，从而降低了抽象和实现这两个可变维度的耦合度。

举个例子，假设有一个几何形状Shape类，从它能扩展出两个子类：圆形Circle和方形Square。你希望对这样的类层次结构进行扩展以使其包含颜色，所以你打算创建名为红色Red和蓝色Blue的形状子类。但是，由于你已有两个子类，所以总共需要创建四个类才能覆盖所有组合，例如蓝色圆形Blue­Circle和红色方形Red­Square。在层次结构中新增形状和颜色将导致代码复杂程度指数增长。在这种情况下，桥接模式就能起到作用，它将形状和颜色解耦，使得两者可以相对独立地变化。

1.2 简单实现桥接模式

桥接模式（Bridge Pattern）是一种结构型设计模式，它通过将抽象部分与实现部分分离，使它们可以独立地变化。下面是一个简单的 Java 实现：

首先，我们创建一个抽象类 Shape，它有一个抽象方法 draw()：

public abstract class Shape {
    public abstract void draw();
}

然后，我们创建两个实现了 Shape 接口的具体类：Circle 和 Square：

public class Circle extends Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("画一个圆形");
    }
}

public class Square extends Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("画一个正方形");
    }
}

接下来，我们创建一个桥接类 Color，它也实现了 Shape 接口，并持有一个 Shape 类型的引用：

public class Color extends Shape {
    private Shape shape;

    public Color(Shape shape) {
        this.shape = shape;
    }

    @Override
    public void draw() {
        setColor();
        shape.draw();
        resetColor();
    }

    private void setColor() {
        System.out.println("设置颜色");
    }

    private void resetColor() {
        System.out.println("重置颜色");
    }
}

最后，我们在主函数中测试这个桥接模式：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Shape circle = new Circle();
        Shape square = new Square();

        Shape coloredCircle = new Color(circle);
        Shape coloredSquare = new Color(square);

        coloredCircle.draw();
        coloredSquare.draw();
    }
}

运行结果：

设置颜色
画一个圆形
重置颜色
设置颜色
画一个正方形
重置颜色

二、使用桥接模式注意事项

使用桥接模式时需要注意以下几点：

• 1、抽象部分和实现部分应该分离，不应该有过多的耦合。
• 2、桥接模式适用于多个维度的变化，如果只有一两个维度的变化，使用继承会更加简单。
• 3、桥接模式会增加系统的复杂度，需要谨慎使用。
• 4、桥接模式要求正确选择和使用抽象类和接口，避免过度抽象或过于具体化。
• 5、桥接模式的实现需要考虑对象的创建和管理，需要合理设计对象之间的关系和依赖关系。

三、实现桥接模式的方式

3.1 使用继承和组合的方式实现桥接模式

这种方式需要创建两个类，一个作为抽象类，另一个作为具体类。抽象类中定义了对抽象部分和实现部分的引用，具体类中实现了抽象部分的具体逻辑。

// 抽象部分
abstract class Abstraction {
    protected Implementation implementation;

    public void setImplementation(Implementation implementation) {
        this.implementation = implementation;
    }

    public abstract void operation();
}

// 具体部分
class ConcreteAbstraction extends Abstraction {
    @Override
    public void operation() {
        System.out.println("具体操作");
    }
}

// 实现部分
interface Implementation {
    void operationImpl();
}

class ConcreteImplementationA implements Implementation {
    @Override
    public void operationImpl() {
        System.out.println("实现A的操作");
    }
}

class ConcreteImplementationB implements Implementation {
    @Override
    public void operationImpl() {
        System.out.println("实现B的操作");
    }
}

// 客户端代码
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Abstraction abstraction = new ConcreteAbstraction();
        Implementation implementationA = new ConcreteImplementationA();
        Implementation implementationB = new ConcreteImplementationB();

        abstraction.setImplementation(implementationA);
        abstraction.operation(); // 输出：具体操作

        abstraction.setImplementation(implementationB);
        abstraction.operation(); // 输出：具体操作
    }
}

3.2 使用接口和内部类的方式实现桥接模式

这种方式需要创建一个接口，一个抽象类和一个内部类。抽象类中定义了对接口的引用，内部类中实现了抽象类的具体逻辑。

// 接口
interface Shape {
    void draw();
}

// 抽象部分
abstract class AbstractShape {
    protected Shape shape;

    public void setShape(Shape shape) {
        this.shape = shape;
    }

    public abstract void draw();
}

// 具体部分
class Rectangle extends AbstractShape {
    @Override
    public void draw() {
        shape.draw();
    }
}

class Circle extends AbstractShape {
    @Override
    public void draw() {
        shape.draw();
    }
}

// 内部类实现接口
class ShapeImpl implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("绘制形状");
    }
}

// 客户端代码
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        AbstractShape abstractShape = new Rectangle();
        Shape shapeA = new ShapeImpl();
        Shape shapeB = new ShapeImpl();

        abstractShape.setShape(shapeA);
        abstractShape.draw(); // 输出：绘制形状

        abstractShape.setShape(shapeB);
        abstractShape.draw(); // 输出：绘制形状
    }
}