设计模式之桥接模式详解

一、什么是桥接模式

桥接模式（Bridge Pattern） 也称为桥梁模式、接口模式或者柄体模式，是将抽象部分与它的具体实现部分分离，使它们都可以独立地变化，属于结构型模式。桥接模式主要目的是通过组合的方式建立两个类之间的联系，而不是继承。但又类似于多重继承方案，但是多重继承方案往往违背了类的单一职责原则，其复用性较差，桥接模式是比多重继承更好的替代方案。桥接模式的核心在于解耦抽象和实现。

二、桥接模式的应用场景

当一个类内部具备两种或多种变化维度时，使用桥接模式可以解耦这些变化的维度，使高层代码架构稳定。桥接模式适用于以下几种业务场景：

1. 在抽象和具体实现之间需要增加更多的灵活性的场景
2. 一个类存在两个或多个独立变化的维度，而这两个或多个维度都需要独立进行扩展
3. 不希望使用继承，或因为多层继承导致系统类的个数剧增

桥接模式的一个常用场景就是为了替换继承。我们知道继承有很多优点，比如抽象，封装，多态等，父类封装共性，子类实现特性。继承可以很好地帮助我们实现代码复用（封装）的功能，但是同时，这也是继承的一大缺点。因为父类拥有的方法，子类也会继承得到，无论子类是否需要。这说明了继承具备强侵入性（父类代码侵入子类），同时会导致子类臃肿。因此，在设计模式中，有一个原则为，优先使用组合/聚合的方式，而不是继承。

三、桥接模式的角色组成

通用写法类图如下：

• 抽象（Abstraction）： 该类持有一个对实现角色的引用，抽象角色中的方法需要实现角色来实现，抽象角色一般为抽象类（构造函数规定子类要传入一个实现对象）；
• 修正抽象（RefinedAbstraction）： Abstraction的具体实现，对Abstraction的方法进行完善和扩展；
• 实现（Implementor）： 确定实现维度的基本操作，提供给Abstraction使用。该类一般为接口或者抽象类；
• 具体实现（ConcreteImplementor）： Implementor的具体实现；

四、桥接模式通用写法示例

创建抽象Abstraction：

/**
 * 抽象 Abstraction 
 */
public abstract class Abstraction {

    protected IImplementor mImplementor;

    public Abstraction(IImplementor implementor) {
        this.mImplementor = implementor;
    }

    public void operation() {
        this.mImplementor.operationImpl();
    }
    
}

创建修正抽象角色RefinedAbstraction：

/**
 * 修正抽象 RefinedAbstraction
 */
public class RefinedAbstraction extends Abstraction {

    public RefinedAbstraction(IImplementor implementor) {
        super(implementor);
    }

    @Override
    public void operation() {
        super.operation();
        System.out.println("refined operation");
    }

}

创建实现角色Implementor：

public interface IImplementor {

    void operationImpl();

}

创建具体实现角色ConcreteImplementorA：

public class ConcreteImplementorA implements IImplementor {
    public void operationImpl() {
        System.out.println("I'm ConcreteImplementor A");
    }
}

编写测试类

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        // 实现角色A
        IImplementor imp = new ConcreteImplementorA();
        // 抽象角色，聚合实现
        Abstraction abs = new RefinedAbstraction(imp);
        // 执行操作
        abs.operation();
    }

}

代码测试，控制台输出:

五、桥接模式优缺点

• 优点
  • 分离抽象部分及具体实现部分
  • 提高了系统的扩展性
  • 符合开闭原则、合成复用原则
• 缺点
  • 增加了系统的理解与设计难度
  • 需要正确地识别系统中两个独立变化的维度