（Boolan）C++设计模式 <六> ——桥模式（Bridge）

最新推荐文章于 2024-10-06 21:49:49 发布

原创最新推荐文章于 2024-10-06 21:49:49 发布 · 388 阅读

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本文通过一个通信软件的例子，详细解析了桥接模式的原理及其如何在实际应用中减少类的数量并提高代码的灵活性。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

将抽象部分（业务功能）与实现部分（平台实现）分离，是他们都可以独立地变化。
——《设计模式》GoF

动机
由于某些类型的固有的实现逻辑，使得它们具有两个变化的维度，乃至多个维度的变化

假设有如下的通信的伪码描述包括登陆、发信息、播放音乐等等的功能，同时也支持不同的平台的支持，比如PC、移动端等，其中版本也具有不同的功能，比如精简版和完整版。

class Messager{
public:
    virtual void Login(string username, string password)=0;
    virtual void SendMessage(string message)=0;
    virtual void SendPicture(Image image)=0;

    virtual void PlaySound()=0;
    virtual void DrawShape()=0;
    virtual void WriteText()=0;
    virtual void Connect()=0;

    virtual ~Messager(){}
};


//平台实现

class PCMessagerBase : public Messager{
public:

    virtual void PlaySound(){
        //**********
    }
    virtual void DrawShape(){
        //**********
    }
    virtual void WriteText(){
        //**********
    }
    virtual void Connect(){
        //**********
    }
};

class MobileMessagerBase : public Messager{
public:

    virtual void PlaySound(){
        //==========
    }
    virtual void DrawShape(){
        //==========
    }
    virtual void WriteText(){
        //==========
    }
    virtual void Connect(){
        //==========
    }
};



//业务抽象

class PCMessagerLite : public PCMessagerBase {
public:

    virtual void Login(string username, string password){

        PCMessagerBase::Connect();
        //........
    }
    virtual void SendMessage(string message){

        PCMessagerBase::WriteText();
        //........
    }
    virtual void SendPicture(Image image){

        PCMessagerBase::DrawShape();
        //........
    }
};



class PCMessagerPerfect : public PCMessagerBase {
public:

    virtual void Login(string username, string password){

        PCMessagerBase::PlaySound();
        //********
        PCMessagerBase::Connect();
        //........
    }
    virtual void SendMessage(string message){

        PCMessagerBase::PlaySound();
        //********
        PCMessagerBase::WriteText();
        //........
    }
    virtual void SendPicture(Image image){

        PCMessagerBase::PlaySound();
        //********
        PCMessagerBase::DrawShape();
        //........
    }
};


class MobileMessagerLite : public MobileMessagerBase {
public:

    virtual void Login(string username, string password){

        MobileMessagerBase::Connect();
        //........
    }
    virtual void SendMessage(string message){

        MobileMessagerBase::WriteText();
        //........
    }
    virtual void SendPicture(Image image){

        MobileMessagerBase::DrawShape();
        //........
    }
};


class MobileMessagerPerfect : public MobileMessagerBase {
public:

    virtual void Login(string username, string password){

        MobileMessagerBase::PlaySound();
        //********
        MobileMessagerBase::Connect();
        //........
    }
    virtual void SendMessage(string message){

        MobileMessagerBase::PlaySound();
        //********
        MobileMessagerBase::WriteText();
        //........
    }
    virtual void SendPicture(Image image){

        MobileMessagerBase::PlaySound();
        //********
        MobileMessagerBase::DrawShape();
        //........
    }
};


void Process(){
        //编译时装配
        Messager *m =
            new MobileMessagerPerfect();
}

对于以上那个代码来说，组合的过程中会存在大量的重复代码，同时在组合的过程中，会产生大量的类的组合而产生的类。

依靠Decorator的经验，把大量的继承改编为持有原父类的指针变量，并且可以声明为共同的父类，利用多态性将静态绑定改为动态绑定。

并且观察发现，对于Message类的功能应该拆分开。

class Messager{
protected:
     MessagerImp* messagerImp;//...
public:
    virtual void Login(string username, string password)=0;
    virtual void SendMessage(string message)=0;
    virtual void SendPicture(Image image)=0;

    virtual ~Messager(){}
};

class MessagerImp{
public:
    virtual void PlaySound()=0;
    virtual void DrawShape()=0;
    virtual void WriteText()=0;
    virtual void Connect()=0;

    virtual MessagerImp(){}
};


//平台实现 n
class PCMessagerImp : public MessagerImp{
public:

    virtual void PlaySound(){
        //**********
    }
    virtual void DrawShape(){
        //**********
    }
    virtual void WriteText(){
        //**********
    }
    virtual void Connect(){
        //**********
    }
};

class MobileMessagerImp : public MessagerImp{
public:

    virtual void PlaySound(){
        //==========
    }
    virtual void DrawShape(){
        //==========
    }
    virtual void WriteText(){
        //==========
    }
    virtual void Connect(){
        //==========
    }
};



//业务抽象 m

//类的数目：1+n+m

class MessagerLite :public Messager {


public:

    virtual void Login(string username, string password){

        messagerImp->Connect();
        //........
    }
    virtual void SendMessage(string message){

        messagerImp->WriteText();
        //........
    }
    virtual void SendPicture(Image image){

        messagerImp->DrawShape();
        //........
    }
};



class MessagerPerfect  :public Messager {


public:

    virtual void Login(string username, string password){

        messagerImp->PlaySound();
        //********
        messagerImp->Connect();
        //........
    }
    virtual void SendMessage(string message){

        messagerImp->PlaySound();
        //********
        messagerImp->WriteText();
        //........
    }
    virtual void SendPicture(Image image){

        messagerImp->PlaySound();
        //********
        messagerImp->DrawShape();
        //........
    }
};




void Process(){
    //运行时装配
    MessagerImp* mImp=new PCMessagerImp();
    Messager *m =new Messager(mImp);
}

桥模式UML

要点总结
Bridge模式使用“对象间的组合关系”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。所谓抽象和实现沿着各自维度的变化，即“子类化”他们。
Bridge模式有时候类似于多继承方案，但是多继承方案往往违背单一指责原则（即一个类只有一个变化的原因），复用性较差。Bridge模式是比多继承方案更好的解决方法。
Bridge模式的应用一般在“两个非常强的变化维度”，有时一个类也有多于两个的变化维度，这是可以使用Bridge的扩展模式。