设计模式-结构型之桥接模式

模式动机

　　假设现在让你设计一个画图软件，要求是可以画出不同形状的图形，如圆形，正方形，长方形，三角形等等，同时这些图形还可以进行上色，比如红色，绿色，黄色等等，最终得到一个带有颜色的图形。此时，应该如何设计呢？首先，第一种方案是为每一种形状都提供一套各种颜色的版本，通过继承来实现，定义一个抽象图形类Shape，然后所有具体图形类如正方形（Square），圆形（Circle）继承于Shape，然后继续继承，定义出各种带颜色的图形如RedSquare，GreenSquare，RedCircle，GreenCircle等等。结构如下图：
　　
　　以上确实是一种解决方案，但试想一下，如果我们有ｍ种图形，有ｎ种颜色，那我们将便会有ｍ×ｎ个子类，毫无疑问，这样的设计比较欠妥。此时，对于这种有两个维度变化的情况，我们应当考虑桥接模式。

模式定义

　　将抽象部分与它的实现部分分离，使它们都可以独立地变化。桥接模式将继承关系转换为关联关系，从而降低类与类之间的耦合，减少了代码量。
　　对于上面的那种情况，我们可以把图形和颜色剥离成两个维度，根据实际需要对形状和颜色这两个维度进行组合，这样不仅可以大大减少代码量，而且还可以相互独立，提高可扩展性和可维护性。如下图：
　　

模式结构

　　抽象类：Abstraction
　　扩展实现类：RefinedAbstraction
　　实现类接口：Implementor
　　具体实现类： ConcreteImplementor

代码示例

　　下面通过代码来看看桥接模式的具体实现。

//颜色接口，相当于模式结构中的Implementorpublic interface Color {    public abstract String paint();}

//具体颜色类-绿色，相当于模式结构图中的ConcreteImplementorpublic class Green implements Color{    @Override    public String paint() {        return "绿色";    }}

//具体颜色类-红色，相当于模式结构图中的ConcreteImplementorpublic class Red implements Color{    @Override    public String paint() {        return "红色";    }}

//抽象形状类，相当于模式结构图中的Abstractionpublic abstract class Shape {    protected Color color;    public void setColor(Color color){        this.color = color;    }    public abstract void draw();}

//具体形状类-圆形，相当于模式结构中的RefinedAbstractionpublic class Circle extends Shape{    @Override    public void draw() {        System.out.println(this.color.paint() + "圆形");    }}

//具体形状类-正方形，相当于模式结构中的RefinedAbstractionpublic class Square extends Shape{    @Override    public void draw() {        System.out.println(this.color.paint() + "正方形");    }}

/客户端public class Client {    public static void main(String[] args) {        Color green = new Green();        Color red = new Red();        Shape square = new Square();        Shape circle = new Circle();        square.setColor(green);        square.draw();//绿色正方形        square.setColor(red);        square.draw();//红色正方形        circle.setColor(green);        circle.draw();//绿色圆形        circle.setColor(red);        circle.draw();//红色圆形    }}

　　可以看到，使用桥接模式大大减少了代码量。主要是因为这里使用的是组合关系，把Color作为Shape的一部分，而不是第一种设计方案中的继承。桥接模式的精髓就在于降低抽象化与实现化耦合关系，在抽象化和实现化之间使用关联关系（组合或者聚合）而不是继承关系，从而使两者可以相对独立。