处理多维度变化——桥接模式（三）

桥接模式重构图像浏览系统

最新推荐文章于 2024-08-06 09:15:14 发布

晓梦_知行

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分类专栏： Design Patterns 文章标签：桥接模式多维度

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本文介绍如何使用桥接模式重构跨平台图像浏览系统，通过分离操作系统与图像格式，提高系统的灵活性和可扩展性。文章详细展示了系统设计与实现过程。

为了减少所需生成的子类数目，实现将操作系统和图像文件格式两个维度分离，使它们可以独立改变，Sunny公司开发人员使用桥接模式来重构跨平台图像浏览系统的设计，其基本结构如图10-5所示：

在图10-5中，Image充当抽象类，其子类JPGImage、PNGImage、BMPImage和GIFImage充当扩充抽象类；ImageImp充当实现类接口，其子类WindowsImp、LinuxImp和UnixImp充当具体实现类。完整代码如下所示：

//像素矩阵类：辅助类，各种格式的文件最终都被转化为像素矩阵，不同的操作系统提供不同的方式显示像素矩阵  
class Matrix {  
    //此处代码省略  
}  
  
//抽象图像类：抽象类  
abstract class Image {  
    protected ImageImp imp;  
  
    public void setImageImp(ImageImp imp) {  
        this.imp = imp;  
    }   
  
    public abstract void parseFile(String fileName);  
}  
  
//抽象操作系统实现类：实现类接口  
interface ImageImp {  
    public void doPaint(Matrix m);  //显示像素矩阵m  
}   
  
//Windows操作系统实现类：具体实现类  
class WindowsImp implements ImageImp {  
    public void doPaint(Matrix m) {  
        //调用Windows系统的绘制函数绘制像素矩阵  
        System.out.print("在Windows操作系统中显示图像：");  
    }  
}  
  
//Linux操作系统实现类：具体实现类  
class LinuxImp implements ImageImp {  
    public void doPaint(Matrix m) {  
        //调用Linux系统的绘制函数绘制像素矩阵  
        System.out.print("在Linux操作系统中显示图像：");  
    }  
}  
  
//Unix操作系统实现类：具体实现类  
class UnixImp implements ImageImp {  
    public void doPaint(Matrix m) {  
        //调用Unix系统的绘制函数绘制像素矩阵  
        System.out.print("在Unix操作系统中显示图像：");  
    }  
}  
  
//JPG格式图像：扩充抽象类  
class JPGImage extends Image {  
    public void parseFile(String fileName) {  
        //模拟解析JPG文件并获得一个像素矩阵对象m;  
        Matrix m = new Matrix();   
        imp.doPaint(m);  
        System.out.println(fileName + "，格式为JPG。");  
    }  
}  
  
//PNG格式图像：扩充抽象类  
class PNGImage extends Image {  
    public void parseFile(String fileName) {  
        //模拟解析PNG文件并获得一个像素矩阵对象m;  
        Matrix m = new Matrix();   
        imp.doPaint(m);  
        System.out.println(fileName + "，格式为PNG。");  
    }  
}  
  
//BMP格式图像：扩充抽象类  
class BMPImage extends Image {  
    public void parseFile(String fileName) {  
        //模拟解析BMP文件并获得一个像素矩阵对象m;  
        Matrix m = new Matrix();   
        imp.doPaint(m);  
        System.out.println(fileName + "，格式为BMP。");  
    }  
}  
  
//GIF格式图像：扩充抽象类  
class GIFImage extends Image {  
    public void parseFile(String fileName) {  
        //模拟解析GIF文件并获得一个像素矩阵对象m;  
        Matrix m = new Matrix();   
        imp.doPaint(m);  
        System.out.println(fileName + "，格式为GIF。");  
    }  
}

为了让系统具有更好的灵活性和可扩展性，我们引入了配置文件，将具体扩充抽象类和具体实现类类名都存储在配置文件中，再通过反射生成对象，将生成的具体实现类对象注入到扩充抽象类对象中，其中，配置文件 config.xml 的代码如下所示：

<?xml version="1.0"?>  
<config>  
    <!--RefinedAbstraction-->  
    <className>JPGImage</className>   
    <!--ConcreteImplementor-->  
    <className>WindowsImp</className>  
</config>

用于读取配置文件 config.xml 并反射生成对象的 XMLUtil 类的代码如下所示：

import javax.xml.parsers.*;  
import org.w3c.dom.*;  
import org.xml.sax.SAXException;  
import java.io.*;  
public class XMLUtil {  
//该方法用于从XML配置文件中提取具体类类名，并返回一个实例对象  
    public static Object getBean(String args) {  
        try {  
            //创建文档对象  
            DocumentBuilderFactory dFactory = DocumentBuilderFactory.newInstance();  
            DocumentBuilder builder = dFactory.newDocumentBuilder();  
            Document doc;                             
            doc = builder.parse(new File("config.xml"));   
            NodeList nl=null;  
            Node classNode=null;  
            String cName=null;  
            nl = doc.getElementsByTagName("className");  
              
            if(args.equals("image")) {  
                //获取第一个包含类名的节点，即扩充抽象类  
                classNode=nl.item(0).getFirstChild();  
                  
            }  
            else if(args.equals("os")) {  
               //获取第二个包含类名的节点，即具体实现类  
                classNode=nl.item(1).getFirstChild();  
            }  
              
             cName=classNode.getNodeValue();  
             //通过类名生成实例对象并将其返回  
             Class c=Class.forName(cName);  
             Object obj=c.newInstance();  
             return obj;          
           }     
           catch(Exception e) {  
              e.printStackTrace();  
              return null;  
          }  
     }  
}

编写如下客户端测试代码：

class Client {  
    public static void main(String args[]) {  
        Image image;  
        ImageImp imp;  
        image = (Image)XMLUtil.getBean("image");  
        imp = (ImageImp)XMLUtil.getBean("os");  
        image.setImageImp(imp);  
        image.parseFile("小龙女");  
    }  
}

编译并运行程序，输出结果如下：

在Windows操作系统中显示图像：小龙女，格式为JPG。

如果需要更换图像文件格式或者更换操作系统，只需修改配置文件即可，在实际使用时，可以通过分析图像文件格式后缀名来确定具体的文件格式，在程序运行时获取操作系统信息来确定操作系统类型，无须使用配置文件。当增加新的图像文件格式或者操作系统时，原有系统无须做任何修改，只需增加一个对应的扩充抽象类或具体实现类即可，系统具有较好的可扩展性，完全符合“开闭原则”。

【作者：刘伟 http://blog.youkuaiyun.com/lovelion】