【设计模式攻略】结构型模式之Bridge模式

概要

先考虑下在通信，电子等很多领域都常用的桥接概念，它的作用是什么？第一，它可以连接两个区域，第二，它可以隔离两个区域，简单来说也就是连接与分离的作用。而这里的 Bridge模式也是类似，它可以分离系统的不同层次，使不同层次的实现可以相互独立的变化，同时它又为不同层次间建立起了连接进行交互。

目的

对 Bridge模式，比较教条或比较官方的定义是，可以分离抽象与实现，并使它们可以相互独立的变化。我的理解让我对常规的定义略加补充，我的观点是，它可以通过抽象与实现的分离，来分离系统中不同层次的功能，使不同层次间可以相互独立的变化。

实例

上面的说明都比较抽象，还是用实例来打动大家吧。看这样一个例子。

假设要为一个系统设计插件，首先这个系统是需要跨平台的，其次，由于插件经常会版本升级，所以系统需要支持多多个版本插件。顺着需求，我们可能会这样去考虑解决方案。

因为需要跨平台，那么通过抽象和继承来实现跨平台。

又因为每个平台都需要支持多个插件版本，那就继续在每个平台下扩展不同版本吧。

代码如下：

class IPlugin {public:       virtual void LoadPlugin() = 0;       virtual void UnloadPlugin() = 0;       virtual void Start() = 0;       virtual void Stop() = 0;};class WindowsPlugin : public IPlugin {public:       virtual void LoadPlugin() {              ......       }       virtual void UnloadPlugin() {              ......       }};class WinPluginVer1 : public WindowsPlugin {public:       virtual void Start() = 0 {              ...... // do something for Ver1              LoadPlugin();       }       virtual void Stop() = 0 {              UnloadPlugin();              ...... // do something for Ver1       }};class WinPluginVer2 : public WindowsPlugin {public:       virtual void Start() = 0 {              ...... // do something for Ver2              LoadPlugin();       }       virtual void Stop() = 0 {              UnloadPlugin();              ...... // do something for Ver2       }};

这里省略 windows以外平台， ‎以及 Ver1,2以外版本的代码。

以上确实是一种解决方法，但却不是一种好方法。试想一下如果现在又多出一种平台了怎么办？只能再加一个继承分支，同时对这个平台也需要追加多个版本的实现。而如果又升级了一个版本怎么办？只能在每种平台下都追加该版本的实现。类结构就膨胀成如下这样：

现在可以看出，平台和版本这系统中两个层次的实现被耦合在一起，导致每次功能追加都伴随着重复的实现和类的膨胀。很难想象，当再追加 n个平台，和 n个版本的支持后，系统结构会爆炸式的膨胀成什么样！伴随着的还有设计，编码，测试等成本以及风险的成倍增加。

怎么解决上面的问题， OK，该 Bridge模式登场了。

首先，让我们把平台和版本这两个层次间的耦合分离开来，分离出各自的抽象与实现。

class IPluginPlatform {public:       virtual void LoadPlugin() = 0;       virtual void UnloadPlugin() = 0;};class WindowsPlugin : public IPluginPlatform {public:       virtual void LoadPlugin() {              ......       }       virtual void UnloadPlugin() {              ......       }};class IPlugin {public:       virtual void Start() = 0;       virtual void Stop() = 0;};class PluginVer1 : public IPlugin {public:       virtual void Start();       virtual void Stop();};

既然是 Bridge，在分离的同时也需要连接，怎么连接呢？很简单，进一步完善下 IPlugin和 PluginVer1类 ,代码如下所示：

class IPlugin {public:       IPlugin(IPluginPlatform* plugin) {              mPluginPF = plugin;       }       void LoadPlugin() {              mPluginPF->LoadPlugin();       }       void UnloadPlugin() {              mPluginPF->UnloadPlugin();       }       virtual void Start() = 0;       virtual void Stop() = 0;private:       IPluginPlatform* mPluginPF;};class PluginVer1 : public IPlugin {public:       virtual void Start() = 0 {              ...... // do something for Ver1              LoadPlugin();       }       virtual void Stop() = 0 {              UnloadPlugin();              ...... // do something for Ver1       }};class PluginVer2 : public IPlugin {public:       virtual void Start() = 0 {              ...... // do something for Ver2              LoadPlugin();       }       virtual void Stop() = 0 {              UnloadPlugin();              ...... // do something for Ver2       }};

IPlugin 包含了当前对应的 Plugin平台对象，通过该对象实现 LoadPlugin， UnloadPlugin方法，而在其子类中不再需要去关心到底是使用哪个平台相关对象，只需要直接通过父类 IPlugin的 LoadPlugin， UnloadPlugin方法进行插件加载卸载就可以了。

从如下类图可以更清晰的看出所谓 Bridge模式中类桥接的关系。通过 Bridge模式，分离了平台和版本这两个层次，使它们各自能够相对独立的扩展。不管是多支持一个平台还是多支持一种版本，都只需要扩展追加一个相应的类就可以实现，结构层次分明，使用也非常方便。

应用

当需要分离不同层次功能间的耦合，分离抽象与实现时，可以采用 Bridge模式。当然，前提是分析清楚真正的需求，滥用 Bridge模式也会让本来很简单清晰的应用变得既冗余又复杂。另外，可以通过 Abstract Factory模式来创建 Bridge模式中一端的具体实现（如上的 IPluginPlatform的子类对象），详细情况请参照 Abstract Factory模式。