[设计模式Java实现附plantuml源码~结构型]处理多维度变化——桥接模式

本文介绍: （1）分离抽象接口及其实现部分。桥接模式使用“对象间的关联关系”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（即抽象和实现不再在同一个继承层次结构中，而是“子类化”它们，使它们各自都具有自己的子类，以便任意组合子类，从而获得多维度组合对象）。（2）在很多情况下，桥接模式可以取代多层继承方案。多层继承方案违背了单一职责原则，复用性较差，且类的个数非常多。桥接模式是比多层继承方案更好的解决方法，它极大地减少了子类的个数。（3）桥接模式提高了系统的可扩展性。

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桥接模式是一种很实用的结构型设计模式。如果软件系统中某个类存在两个独立变化的维度，通过该模式可以将这两个维度分离出来，使两者可以独立扩展，让系统更加符合单一职责原则。与多层继承方案不同，它将两个独立变化的维度设计为两个独立的继承等级结构，并且在抽象层建立一个抽象关联，该关联关系类似一条连接两个独立继承结构的桥，故名桥接模式。
桥接模式用一种巧妙的方式处理多层继承存在的问题。桥接模式采用抽象关联取代了传统的多层继承，将类之间的静态继承关系转换为动态的对象组合关系，使得系统更加灵活，并易于扩展，同时有效控制了系统中类的个数。

在这里插入图片描述

@startuml

class Client{}

abstract class Abstraction {
# Implementot impl
+ operation()
}
note left of Abstraction::operation 
impl.operationImpl()
end note

class RefinedAbstraction extends Abstraction {
+ operation()
}

interface Implementor {
+ opetionImpl()
}

class ConcreteImplementorA implements Implementor {
+ opetionImpl()
}

class ConcreteImplementorB implements Implementor {
+ opetionImpl()
}

Client -down->Abstraction 
Abstraction *-right-> Implementor: impl

@end

由图可以看出，在桥接模式结构图中包含以下4个角色。
（1）Abstraction（抽象类）：用于定义抽象类的接口，它一般是抽象类而不是接口，其中定义了一个Implementor（实现类接口）类型的对象并可以维护该对象。抽象类与Implementor之间具有关联关系，它既可以包含抽象业务方法，也可以包含具体业务方法。（
2）RefinedAbstraction（扩充抽象类）：扩充由Abstraction定义的接口，通常情况下它不再是抽象类而是具体类。扩充抽象类实现了在Abstraction中声明的抽象业务方法，在RefinedAbstraction中可以调用在Implementor中定义的业务方法。
（3）Implementor（实现类接口）：定义实现类的接口，这个接口不一定要与Abstraction的接口完全一致，事实上这两个接口可以完全不同。一般而言，Implementor接口仅提供基本操作，而Abstraction定义的接口可能会做更多、更复杂的操作。Implementor接口对这些基本操作进行了声明，而具体实现交给其子类。通过关联关系，在Abstraction中不仅拥有自己的方法，还可以调用到Implementor中定义的方法，使用关联关系来替代继承关系。
（4）ConcreteImplementor（具体实现类)：具体实现Implementor接口，在不同的ConcreteImplementor中提供基本操作的不同实现。在程序运行时，ConcreteImplementor对象将替换其父类对象，提供给抽象类具体的业务操作方法。

package struct;

public class BrideDemo {
    // Client class
    public static class Client {
    }

    // Abstraction class
    public static abstract class Abstraction {
        protected final Implementor impl;

        public Abstraction(Implementor impl) {
            this.impl = impl;
        }

        public String operation() {
            return impl.operationImpl();
        }
    }
    // Implementor abstract class
    public interface Implementor {
        String operationImpl();
    }

    // RefinedAbstraction class
    public static class RefinedAbstraction extends Abstraction {
        public RefinedAbstraction(Implementor impl) {
            super(impl);
        }

        @Override
        public String operation() {
            return impl.operationImpl();
        }
    }


    // ConcreteImplementorA class
    public static class ConcreteImplementorA implements Implementor {
        @Override
        public String operationImpl() {
            return "ConcreteImplementorA implementation";
        }
    }

    // ConcreteImplementorB class
    public static class ConcreteImplementorB implements Implementor {
        @Override
        public String operationImpl() {
            return "ConcreteImplementorB implementation";
        }
    }

    // Client using RefinedAbstraction with ConcreteImplementorA

    public static void main(String[] args) {
        Abstraction abstraction = new RefinedAbstraction(new ConcreteImplementorA());
        System.out.println(abstraction.operation());  // Output: ConcreteImplementorA implementation
        Abstraction abstraction1 = new RefinedAbstraction(new ConcreteImplementorB());
        System.out.println(abstraction1.operation());  // Output: ConcreteImplementorB implementation
    }

}

（1）分离抽象接口及其实现部分。桥接模式使用“对象间的关联关系”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（即抽象和实现不再在同一个继承层次结构中，而是“子类化”它们，使它们各自都具有自己的子类，以便任意组合子类，从而获得多维度组合对象）。
（2）在很多情况下，桥接模式可以取代多层继承方案。多层继承方案违背了单一职责原则，复用性较差，且类的个数非常多。桥接模式是比多层继承方案更好的解决方法，它极大地减少了子类的个数。
（3）桥接模式提高了系统的可扩展性。在两个变化维度中任意扩展一个维度，都不需要修改原有系统，符合开闭原则。

（1）桥接模式的使用会增加系统的理解与设计难度。由于关联关系建立在抽象层，要求开发者一开始就针对抽象层进行设计与编程。
（2）桥接模式要求正确识别出系统中两个独立变化的维度，因此其使用范围具有一定的局限性，如何正确识别两个独立维度也需要一定的经验积累。