设计模式之Bridge模式

一、Bridge模式第一层含义：属性与行为分离

1.Bridge模式定义 
        将抽象和行为划分开来,各自独立,但能动态的结合。将继承关系转换为组合关系，从而降低了系统间的耦合。
        任何事物对象都有抽象和行为之分，例如人，人是一种抽象，人分男人和女人等；人有行为，行为也有各种具体表现，所以，“人”与“人的行为”两个概念也反映了抽象和行为之分。

        在面向对象设计的基本概念中，对象这个概念实际是由属性和行为两个部分组成的，属性我们可以认为是一种静止的，是一种抽象，一般情况下，行为是包含在一个对象中，但是，在有的情况下，我们需要将这些行为也进行归类，形成一个总的行为接口，这就是桥模式的用处。

2.为什么用Bridge模式

       不希望抽象部分和行为有一种固定的绑定关系，而是应该可以动态联系的。
        如果一个抽象类或接口有多个具体实现(子类：concrete subclass),这些子类之间可能存在以下两种关系:
1）子类之间概念是并列的,如打桩,有两个concrete class:方形桩和圆形桩;这两个形状上的桩是并列的,没有概念上的重复。
2）子类之间内容概念上重叠。此时需要我们把抽象共同部分和行为共同部分各自独立开来，原来是准备放在一个接口里，现在需要设计两个接口：抽象接口和行为接口，分别放置抽象和行为。
 以一杯咖啡为例，子类实现类为四个：中杯加奶、大杯加奶、 中杯不加奶、大杯不加奶。
       但是，我们注意到：上面四个子类中有概念重叠，可从另外一个角度进行考虑，这四个类实际是两个角色的组合：抽象和行为，其中抽象为：中杯和大杯；行为为：加奶 不加奶（如加橙汁 加苹果汁）.
       实现四个子类在抽象和行为之间发生了固定的绑定关系，如果以后动态增加加葡萄汁的行为，就必须再增加两个类：中杯加葡萄汁和大杯加葡萄汁。显然混乱,扩展性极差。此时就需要从分离抽象和行为的角度，使用Bridge模式来实现。

3.设计模型

UML图：

4.具体实现

     以上面提到的咖啡为例. 我们原来打算只设计一个接口(抽象类)，使用Bridge模式后，需要将抽象和行为分开，加奶和不加奶属于行为，我们将它们抽象成一个专门的行为接口。
抽象部分的接口代码:

public abstract class Coffee{　　 CoffeeImp coffeeImp; //关键 声明行为类对象　　 public void setCoffeeImp() {　　　　 this.CoffeeImp = CoffeeImpSingleton.getTheCoffeImp();　　 }　　public CoffeeImp getCoffeeImp() {return this.CoffeeImp;}　　 public abstract void pourCoffee();}

其中CoffeeImp是加不加奶的行为接口，看其代码如下:

public abstract class CoffeeImp{　　 public abstract void pourCoffeeImp();}

现在我们有了两个抽象类，下面我们分别对其进行继承。

首先继承Coffee抽象类，即实现Refinedclass:

//中杯public class MediumCoffee extends Coffee{　　 public MediumCoffee() {setCoffeeImp();}　　 public void pourCoffee()　　 {　　　　 CoffeeImp coffeeImp = this.getCoffeeImp();　　　　 //我们以重复次数来说明是冲中杯还是大杯 ,重复2次是中杯　　　　 for (int i = 0; i < 2; i++)　　　　 {　　　　　　coffeeImp.pourCoffeeImp();　　　　}　　 　　 }}//大杯public class SuperSizeCoffee extends Coffee{　　 public SuperSizeCoffee() {setCoffeeImp();}　　 public void pourCoffee()　　 {　　　　 CoffeeImp coffeeImp = this.getCoffeeImp();　　　　 //我们以重复次数来说明是冲中杯还是大杯 ,重复5次是大杯　　　　 for (int i = 0; i < 5; i++)　　　　 {　　　　　　coffeeImp.pourCoffeeImp();　　　　}　　 　　 }}

上面分别是中杯和大杯的具体实现。下面再对行为CoffeeImp进行继承:

//加奶public class MilkCoffeeImp extends CoffeeImp{　　 MilkCoffeeImp() {}　　 public void pourCoffeeImp()　　 {　　　　 System.out.println("加了美味的牛奶");　　 }}//不加奶public class FragrantCoffeeImp extends CoffeeImp{　　 FragrantCoffeeImp() {}　　 public void pourCoffeeImp()　　 {　　　　 System.out.println("什么也没加,清香");　　 }}

Bridge模式的基本框架我们已经搭好了,别忘记定义中还有一句:动态结合,我们现在可以喝到至少四种咖啡:
1.中杯加奶
2.中杯不加奶
3.大杯加奶

4.大杯不加奶

二、Bridge模式第二层含义：抽象与抽象方法实现分离

1. 所谓抽象是指包含抽象方法的类；

2. Bridge模式意图：完成抽象和抽象方法具体实现的分离；

3. 典型应用：驱动器（如数据库驱动）。

4. 概述

　　将抽象部分（Abstraction）与实现部分（Implementor）分离，使它们可以独立地变化。

5. 解决的问题　　

　　在软件系统中，有些类型由于自身的逻辑，它具有两个或多个维度的变化。为了解决这种多维度变化，又不引入复杂度，这就要使用Bridge模式。

6. 模式中的角色

　　6.1 抽象（Abstraction）：定义抽象接口，该接口中包含实现具体行为、具体特征的Implementor接口。

　　6.2 提炼的抽象（RefinedAbstraction）：继承自Abstraction的子类，依旧是一个抽象的事物名。

　　6.3 实现（Implementor）：定义具体行为，具体特征的应用接口。

　　6.4 具体实现（ConcreteImplementor）：实现Implementor。

7. 模式解读

　　7.1 实现要点

　　Bridge模式使用“对象间的组合/聚合关系”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

　　7.2 桥接模式的类图　　

　　

　　7.3 桥接模式的实现代码

/// <summary>    /// 实现    /// </summary>    public abstract class Implementor    {        public abstract void Opration();    }    public class ConcreteImplementorA : Implementor    {        public override void Opration()        {            Console.WriteLine("具体实现A的方法执行。");        }    }    public class ConcreteImplementorB : Implementor    {        public override void Opration()        {            Console.WriteLine("具体实现B的方法执行。");        }    }    /// <summary>    /// 抽象    /// </summary>    public abstract class Abstraction    {        protected Implementor implementor;  //组合：实现抽象类的引用        public void SetImplementor(Implementor implementor)        {            this.implementor = implementor;        }        public abstract void Opration();    }    /// <summary>    /// 被提炼的抽象    /// </summary>    public class RefinedAbstraction : Abstraction    {        public override void Opration()        {            implementor.Opration();        }    }

　7.4 客户端的调用

class Program    {        static void Main(string[] args)        {            Abstraction abstraction = new RefinedAbstraction();            abstraction.SetImplementor(new ConcreteImplementorA());            abstraction.Opration();            abstraction.SetImplementor(new ConcreteImplementorB());            abstraction.Opration();            Console.Read();        }    }

　输出结果：

　　具体实现A的方法执行。
　　具体实现B的方法执行。

8. 桥接模式是个比较复杂的模式，在对它总结之前，先看一个大家都非常熟悉的应用：三层架构　　

　　

　　解读：三层架构中的业务逻辑层（LogicalTierInterface)桥接到了数据访问层(DatabaseTierInterface)，大家可以比较一下这个图和上面桥接模式的图是多么的一致。大家往往会在数据库访问这端做扩展，比如现在增加对MySql的支持；往往只对业务逻辑层的实现（LogicalImplement)做一些内部修改，而不是扩展一个新的实现。如果你的应用确实需要对业务逻辑层做一个扩展(比如NewLogicalImplement)，那么这个三层架构对桥接模式的应用就算是比较完整的了。

9. 模式总结

　　9.1 优点

　　　　9.1.1 降低了沿着两个或多个维度扩展时的复杂度，防止类的过度膨胀。

　　　　9.1.2 解除了两个或多个维度之间的耦合，使它们沿着各自方向变化而不互相影响

　　9.2 缺点

　　　　还未发现

　　9.3 适用场景

　　　　9.3.1 当一个对象有多个变化因素时，可以考虑使用桥接模式，通过抽象这些变化因素，将依赖具体实现修改为依赖抽象。

　　　　9.3.2 当我们期望一个对象的多个变化因素可以动态变化，而且不影响客户端的程序使用时。

　　　　9.3.3 如果使用继承的实现方案，会导致产生很多子类，任何一个变化因素都需要产生多个类来完成，就要考虑桥接模式。