Java设计模式之桥接模式详解

详解Java设计模式之桥接模式

案例引入

毛笔与蜡笔的故事

分析

• 蜡笔：颜色和型号两个不同的变化维度（也就是两个不同的变化原因）耦合在一起，无论是对原色进行扩展还是对型号，都势必会影响另一个维度。
• 毛笔：颜色和型号实现了分离，增加新的颜色或者型号对另一方没有任何影响
• 画笔中存在里两个不同的变化维度

软件开发中使用桥接模式将多个变化的维度分离

桥接模式

定义

桥接模式：将抽象部分与他的实现部分进行解耦，是两者都能够独立变化。

Bridge Pattern：Decouple an abstraction from its implementation so that the two can vary independently.

• 桥接模式属于对象结构型模式
• 又被称为柄体模式或者接口模式
• 用抽象关联取代了传统的多重继承
• 将类之间的静态继承关系转换为对象的对象组合关系

模式结构类图表示

角色

• 抽象类
• 扩充抽象类
• 实现类接口
• 具体实现类

为了更好第了解该模式，我们将开头的毛笔采用桥接模式进行修正，如下所示：

实例分析

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。

类图分析

实例代码

(1) Matrix：像素矩阵类，辅助类
(2) ImageImp：抽象操作系统实现类，充当实现类接口
(3) WindowsImp：Windows操作系统实现类，充当具体实现类
(4) LinuxImp：Linux操作系统实现类，充当具体实现类
(5) UnixImp：UNIX操作系统实现类，充当具体实现类
(6) Image：抽象图像类，充当抽象类
(7) JPGImage：JPG格式图像类，充当扩充抽象类
(8) PNGImage：PNG格式图像类，充当扩充抽象类
(9) BMPImage：BMP格式图像类，充当扩充抽象类
(10) GIFImage：GIF格式图像类，充当扩充抽象类
(11) Client：客户端测试类

更多实例和代码请见我的Gitee https://gitee.com/plushuang/HelloWord/tree/master/src/csu/edu/cn/designpattern/bridgepattern

桥接模式与适配器的模式联用

详解Java设计模式之桥接模式

案例引入

毛笔与蜡笔的故事

分析

• 蜡笔：颜色和型号两个不同的变化维度（也就是两个不同的变化原因）耦合在一起，无论是对原色进行扩展还是对型号，都势必会影响另一个维度。
• 毛笔：颜色和型号实现了分离，增加新的颜色或者型号对另一方没有任何影响
• 画笔中存在里两个不同的变化维度

软件开发中使用桥接模式将多个变化的维度分离

桥接模式

定义

桥接模式：将抽象部分与他的实现部分进行解耦，是两者都能够独立变化。

Bridge Pattern：Decouple an abstraction from its implementation so that the two can vary independently.

• 桥接模式属于对象结构型模式
• 又被称为柄体模式或者接口模式
• 用抽象关联取代了传统的多重继承
• 将类之间的静态继承关系转换为对象的对象组合关系

模式结构类图表示

角色

• 抽象类
• 扩充抽象类
• 实现类接口
• 具体实现类

为了更好第了解该模式，我们将开头的毛笔采用桥接模式进行修正，如下所示：

实例分析

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。

类图分析

实例代码

(1) Matrix：像素矩阵类，辅助类
(2) ImageImp：抽象操作系统实现类，充当实现类接口
(3) WindowsImp：Windows操作系统实现类，充当具体实现类
(4) LinuxImp：Linux操作系统实现类，充当具体实现类
(5) UnixImp：UNIX操作系统实现类，充当具体实现类
(6) Image：抽象图像类，充当抽象类
(7) JPGImage：JPG格式图像类，充当扩充抽象类
(8) PNGImage：PNG格式图像类，充当扩充抽象类
(9) BMPImage：BMP格式图像类，充当扩充抽象类
(10) GIFImage：GIF格式图像类，充当扩充抽象类
(11) Client：客户端测试类

更多实例和代码请见我的Gitee 桥接模式更多实例及其代码

桥接模式与适配器的模式联用

适配器模式的优点

• 分离抽象接口及其实现部分
• 可以取代多层继承方案，极大地减少了子类的个数
• 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，不需要修改原有系统，符合开闭原则

适配器模式的缺点

• 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
• 正确识别出系统中两个独立变化的维度并不是一件容易的事情

模式适用环境

• 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
• 抽象部分和实现部分可以以继承的方式独立扩展而互不影响
• 一个类存在两个（或多个）独立变化的维度，且这两个（或多个）维度都需要独立地进行扩展
• 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

适配器模式的优点

• 分离抽象接口及其实现部分
• 可以取代多层继承方案，极大地减少了子类的个数
• 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，不需要修改原有系统，符合开闭原则

适配器模式的缺点

• 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
• 正确识别出系统中两个独立变化的维度并不是一件容易的事情

模式适用环境

• 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
• 抽象部分和实现部分可以以继承的方式独立扩展而互不影响
• 一个类存在两个（或多个）独立变化的维度，且这两个（或多个）维度都需要独立地进行扩展
• 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