设计模式之-桥梁模式，快速掌握桥梁模式，通俗易懂的讲解桥梁模式以及它的使用场景

文章目录

一、快速掌握桥梁模式
二、使用场景
三、代码示例
五、桥梁模式的优点包括：
听一个故事来讲解桥梁模式，加深理解

一、快速掌握桥梁模式

设计模式中的桥梁模式（Bridge Pattern）是一种结构型设计模式，它将抽象部分与实现部分分离，使它们可以独立地变化。桥梁模式的核心思想是通过组合而不是继承来实现不同维度的变化。

通俗地说，桥梁模式就像是一座桥，将两个不同的维度连接在一起。其中，一个维度是抽象部分（Abstraction），它定义了高层业务逻辑，并包含对实现部分的引用；另一个维度是实现部分（Implementation），它定义了底层实现的接口。

通过桥梁模式，我们可以在两个维度上独立地变化和扩展，而不会相互影响。这种解耦的设计使得系统更加灵活，易于维护和扩展。

二、使用场景

当一个类存在两个独立变化的维度时，使用桥梁模式可以将这两个维度进行解耦，使得它们可以独立地变化。
当需要在多个对象间共享实现时，使用桥梁模式可以减少子类的数量，提高系统的可扩展性。
当一个类需要在运行时切换不同的实现时，桥梁模式可以实现运行时的动态切换。

三、代码示例

下面是一个简单的示例代码来说明桥梁模式的应用：

// 实现部分接口
interface DrawingAPI {
    void drawCircle(double x, double y, double radius);
}

// 具体的实现部分
class DrawingAPI1 implements DrawingAPI {
    @Override
    public void drawCircle(double x, double y, double radius) {
        System.out.printf("API1.drawCircle at (%.2f, %.2f) with radius %.2f%n", x, y, radius);
    }
}

// 具体的实现部分
class DrawingAPI2 implements DrawingAPI {
    @Override
    public void drawCircle(double x, double y, double radius) {
        System.out.printf("API2.drawCircle at (%.2f, %.2f) with radius %.2f%n", x, y, radius);
    }
}

// 抽象部分
abstract class Shape {
    protected DrawingAPI drawingAPI;

    protected Shape(DrawingAPI drawingAPI) {
        this.drawingAPI = drawingAPI;
    }

    public abstract void draw();
}

// 具体的抽象部分
class CircleShape extends Shape {
    private double x, y, radius;

    public CircleShape(double x, double y, double radius, DrawingAPI drawingAPI) {
        super(drawingAPI);
        this.x = x;
        this.y = y;
        this.radius = radius;
    }

    @Override
    public void draw() {
        drawingAPI.drawCircle(x, y, radius);
    }
}

public class BridgePatternExample {
    public static void main(String[] args) {
        Shape redCircle = new CircleShape(100, 100, 10, new DrawingAPI1());
        Shape greenCircle = new CircleShape(200, 200, 20, new DrawingAPI2());

        redCircle.draw();
        greenCircle.draw();
    }
}

在上述示例中，我们使用桥梁模式实现了一个简单的图形绘制系统。DrawingAPI接口定义了绘制图形的方法，有两个具体的实现类DrawingAPI1和DrawingAPI2。Shape是抽象部分的基类，它包含了对实现部分的引用，并定义了抽象的绘制方法draw()。CircleShape继承了Shape，并通过构造函数将实现部分的对象传递进去。最后，在main方法中创建了两个具体的图形对象，并调用它们的draw()方法来绘制图形。

五、桥梁模式的优点包括：

解耦性高：桥梁模式将抽象部分和实现部分分离，使它们可以独立地变化。这样一来，对于抽象部分的修改不会影响到实现部分，反之亦然。这种解耦性可以提高系统的灵活性和可维护性。
扩展性强：通过桥梁模式，我们可以在两个维度上独立地扩展和变化。增加新的抽象部分或实现部分都相对容易，而且它们可以在运行时动态地组合和切换。
提高可复用性：由于抽象部分和实现部分可以独立地变化，可以更灵活地组合它们，从而提高代码的可复用性。

桥梁模式的缺点包括：

增加了系统的复杂性：桥梁模式需要额外的抽象和实现类，并引入了额外的接口和关联关系，这可能增加系统的复杂性。
增加了代码量：相比直接继承实现类的方式，桥梁模式需要编写更多的代码，包括抽象部分和实现部分的类以及它们之间的关系。

总的来说，桥梁模式适用于存在多个独立变化维度的情况，或者需要在运行时切换不同实现的情况。它可以帮助我们实现更灵活、可扩展和可复用的系统设计。

听一个故事来讲解桥梁模式，加深理解

假设有一个小镇上有两座相距很远的桥，分别是一座木桥和一座石桥。这两座桥分别代表了抽象部分和实现部分。每天早上，人们都要从小镇的一侧过桥去另一侧工作。

某天，小镇的镇长决定要修建一座新的桥，以便提供更多的通行便利性。为了实现这个目标，他决定使用桥梁模式。

镇长找来一个桥梁设计师，设计师告诉镇长，他可以设计一座新桥的抽象部分，即桥的结构和功能，不管是木桥还是石桥都可以。设计师还告诉镇长，他可以与两个工程师合作，一个擅长建造木桥，另一个擅长建造石桥。这两个工程师代表了实现部分。

设计师设计了一个抽象的桥模型，包含了通行的功能。然后，他与木桥工程师和石桥工程师一起合作，让他们根据设计制造出具体的桥。木桥工程师根据抽象模型建造了一座木桥，石桥工程师根据同样的抽象模型建造了一座石桥。

完成后，镇长和设计师非常高兴。现在，无论是木桥还是石桥，都可以作为新桥的实现部分。人们可以根据需要选择在哪座桥上通行，而不受具体桥的类型影响。

这个故事中的小镇和桥就是一个典型的应用场景。小镇代表了整个系统，而抽象部分是桥的结构和功能，实现部分则是具体的木桥和石桥。设计师就是桥梁模式的核心，他将抽象部分和实现部分分离，并协调它们的工作。通过桥梁模式，小镇的系统变得更加灵活和可扩展，可以根据需要选择不同的实现部分。

代码示例：

// 实现部分接口
interface Bridge {
    void cross();
}

// 具体的实现部分
class WoodenBridge implements Bridge {
    @Override
    public void cross() {
        System.out.println("Crossing the wooden bridge.");
    }
}

// 具体的实现部分
class StoneBridge implements Bridge {
    @Override
    public void cross() {
        System.out.println("Crossing the stone bridge.");
    }
}

// 抽象部分
abstract class Town {
    protected Bridge bridge;

    protected Town(Bridge bridge) {
        this.bridge = bridge;
    }

    public abstract void visit();
}

// 具体的抽象部分
class MorningTown extends Town {
    public MorningTown(Bridge bridge) {
        super(bridge);
    }

    @Override
    public void visit() {
        System.out.println("Visiting the town in the morning.");
        bridge.cross();
    }
}

// 具体的抽象部分
class EveningTown extends Town {
    public EveningTown(Bridge bridge) {
        super(bridge);
    }

    @Override
    public void visit() {
        System.out.println("Visiting the town in the evening.");
        bridge.cross();
    }
}

public class BridgePatternExample {
    public static void main(String[] args) {
        Bridge woodenBridge = new WoodenBridge();
        Bridge stoneBridge = new StoneBridge();

        Town morningTown = new MorningTown(woodenBridge);
        Town eveningTown = new EveningTown(stoneBridge);

        morningTown.visit();
        eveningTown.visit();
    }
}

在上述示例代码中，我们使用桥梁模式实现了一个简单的小镇和桥的系统。Bridge接口定义了桥的通行方法，有两个具体的实现类WoodenBridge和StoneBridge，分别表示木桥和石桥。Town是抽象部分的基类，它包含了对桥实现部分的引用，并定义了抽象的访问方法visit()。MorningTown和EveningTown继承了Town，并通过构造函数将实现部分的对象传递进去。最后，在main方法中创建了具体的小镇和桥对象，并调用它们的visit()方法来模拟访问小镇。