1、简述
桥接模式（Bridge Pattern）是一种结构型设计模式，旨在将抽象部分与其实现部分分离，使它们可以独立变化。通过桥接模式，可以有效避免类爆炸问题，并提高代码的可扩展性和灵活性。
设计模式样例：https://gitee.com/lhdxhl/design-pattern-example.git
2、什么是桥接模式
桥接模式的核心思想是通过组合的方式（而非继承）来实现抽象与实现的分离，从而使两者可以独立扩展。具体来说，它将抽象部分定义为一个独立的接口或抽象类，并将其具体实现部分封装到另一个类中，两者通过一个桥接接口进行连接。
桥接模式的优点
- 分离抽象与实现：抽象部分和实现部分可以独立扩展，而不会相互影响。
- 减少类的数量：通过组合代替多层次继承，避免因为子类组合爆炸而导致的复杂性。
- 提高灵活性：实现部分可以在运行时动态切换，方便扩展和维护。
- 遵循开闭原则：新增抽象或实现时，不需要修改已有代码。
3、实际案例
假设我们有一个图形绘制系统，可以绘制不同的形状（如圆形、矩形）和不同的颜色（如红色、蓝色）。如果使用继承，每种形状和颜色的组合都需要一个子类，这将导致类数量迅速膨胀。通过桥接模式，我们可以将形状和颜色分离，从而实现更高效的设计。
// 抽象部分：形状
public abstract class Shape {
protected Color color; // 桥接接口
public Shape(Color color) {
this.color = color;
}
public abstract void draw();
}
// 具体实现部分：圆形
public class Circle extends Shape {
private int radius;
public Circle(int radius, Color color) {
super(color);
this.radius = radius;
}
@Override
public void draw() {
System.out.print("Drawing a Circle with radius " + radius + " and color: ");
color.applyColor();
}
}
// 具体实现部分：矩形
public class Rectangle extends Shape {
private int width, height;
public Rectangle(int width, int height, Color color) {
super(color);
this.width = width;
this.height = height;
}
@Override
public void draw() {
System.out.print("Drawing a Rectangle with width " + width + ", height " + height + " and color: ");
color.applyColor();
}
}
// 实现部分：颜色接口
public interface Color {
void applyColor();
}
// 具体实现：红色
public class RedColor implements Color {
@Override
public void applyColor() {
System.out.println("Red");
}
}
// 具体实现：蓝色
public class BlueColor implements Color {
@Override
public void applyColor() {
System.out.println("Blue");
}
}
// 测试代码
public class BridgePatternDemo {
public static void main(String[] args) {
Shape redCircle = new Circle(10, new RedColor());
Shape blueRectangle = new Rectangle(20, 15, new BlueColor());
redCircle.draw();
blueRectangle.draw();
}
}
输出结果
Drawing a Circle with radius 10 and color: Red
Drawing a Rectangle with width 20, height 15 and color: Blue
4、应用场景
- 跨平台开发：例如，Java 的 JDBC API 通过桥接模式实现了数据库驱动程序的动态切换。
- 图形系统：在绘图或游戏引擎中，分离形状和渲染器。
- 消息发送：将消息类型（普通消息、加密消息等）与发送方式（邮件、短信等）分离。
以下列举消息发送系统应用场景样例：
// 抽象部分：消息类型
public abstract class Message {
protected MessageSender sender;
public Message(MessageSender sender) {
this.sender = sender;
}
public abstract void send(String message);
}
// 具体实现：普通消息
public class TextMessage extends Message {
public TextMessage(MessageSender sender) {
super(sender);
}
@Override
public void send(String message) {
System.out.print("Sending Text Message: ");
sender.sendMessage(message);
}
}
// 具体实现：加密消息
public class EncryptedMessage extends Message {
public EncryptedMessage(MessageSender sender) {
super(sender);
}
@Override
public void send(String message) {
System.out.print("Sending Encrypted Message: ");
sender.sendMessage(encrypt(message));
}
private String encrypt(String message) {
return "**encrypted** " + message;
}
}
// 实现部分：消息发送方式
public interface MessageSender {
void sendMessage(String message);
}
// 具体实现：邮件发送
public class EmailSender implements MessageSender {
@Override
public void sendMessage(String message) {
System.out.println("Email: " + message);
}
}
// 具体实现：短信发送
public class SMSSender implements MessageSender {
@Override
public void sendMessage(String message) {
System.out.println("SMS: " + message);
}
}
// 测试代码
public class MessagingBridgeDemo {
public static void main(String[] args) {
Message textMessage = new TextMessage(new EmailSender());
Message encryptedMessage = new EncryptedMessage(new SMSSender());
textMessage.send("Hello, Bridge Pattern!");
encryptedMessage.send("Hello, Bridge Pattern!");
}
}
输出结果
Sending Text Message: Email: Hello, Bridge Pattern!
Sending Encrypted Message: SMS: **encrypted** Hello, Bridge Pattern!
5、总结
桥接模式通过组合的方式有效地分离了抽象部分和实现部分，避免了多层继承带来的复杂性。在开发中，当我们需要面对多维度的变化时，桥接模式是一种优秀的选择，可以显著提高代码的灵活性和可维护性。
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