设计模式系列——桥接模式

Posted 2022-01-27 花括号MC

原创：花括号MC(微信公众号：huakuohao-mc)。关注JAVA基础编程及大数据，注重经验分享及个人成长。

桥接模式用于将抽象部分与它的实现部分分离，使他们可以独立的变化。这句话不是很好理解，我来简单翻译一下，大概就是将一个事物的两个维度的变化解耦开。

举个例子

我们来看个毛笔和蜡笔的例子，假设我们需要大中小三种型号的画笔，能够绘制5种不同的颜色，如果使用蜡笔那么我们需要15只，如果使毛笔的话，我们只需要3只，外加5种颜料盒就OK。这里的关键点在于，毛笔可以做到将笔的型号和颜色解耦开，使他们可以独立的变化，这就是桥接模式。

先来看一下UML图：

再来看一下具体代码如何实现。

public interface Color 
    String draw();

红颜色

public class RedColor implements Color 
    @Override
    public String draw() 
        return "红色";
    

定义抽象的毛笔

public abstract class BrushPen 

    //桥接画笔和颜色
    protected Color color;

    public void setColor(Color color)
        this.color = color;
    

    public abstract void operation();

定义一个小号的毛笔

public class SmallBrushPen extends BrushPen 
    @Override
    public void operation() 
        System.out.println(this.color.draw() + " 小号毛笔");
    

客户端这样使用桥接模式

public class BridgeBrushPenDemo 
    public static void main(String[] args)
        BrushPen smallBrushPen = new SmallBrushPen();
        //红色小号毛笔
        smallBrushPen.setColor(new RedColor());
        smallBrushPen.operation();
        //绿色小号毛笔
        smallBrushPen.setColor(new Green());
        smallBrushPen.operation();
    

总结

桥接模式是结构型模式，当事物涉及多个维度的变化时，使用桥接模式可以大大降低系统复杂度，这个模式也是我认为的最难理解的一个设计模式。

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·END·
 

深入理解JavaScript系列（44）：设计模式之桥接模式

介绍

桥接模式（Bridge）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。

正文

桥接模式最常用在事件监控上，先看一段代码：

addEvent(element, ‘click‘, getBeerById);
function getBeerById(e) {
var id = this.id;
asyncRequest(‘GET‘, ‘beer.uri?id=‘ + id, function(resp) {
// Callback response.
console.log(‘Requested Beer: ‘ + resp.responseText);
});
}

上述代码，有个问题就是getBeerById必须要有浏览器的上下文才能使用，因为其内部使用了this.id这个属性，如果没用上下文，那就歇菜了。所以说一般稍微有经验的程序员都会将程序改造成如下形式：

function getBeerById(id, callback) {
// 通过ID发送请求，然后返回数据
asyncRequest(‘GET‘, ‘beer.uri?id=‘ + id, function(resp) {
// callback response
callback(resp.responseText);
});
}

实用多了，对吧？首先ID可以随意传入，而且还提供了一个callback函数用于自定义处理函数。但是这个和桥接有什么关系呢？这就是下段代码所要体现的了：

addEvent(element, ‘click‘, getBeerByIdBridge);
　　function getBeerByIdBridge (e) {
　　　　getBeerById(this.id, function(beer) {
　　　　　　console.log(‘Requested Beer: ‘+beer);
　　});
}

这里的getBeerByIdBridge就是我们定义的桥，用于将抽象的click事件和getBeerById连接起来，同时将事件源的ID，以及自定义的call函数（console.log输出）作为参数传入到getBeerById函数里。

这个例子看起来有些简单，我们再来一个复杂点的实战例子。

实战XHR连接队列

我们要构建一个队列，队列里存放了很多ajax请求，使用队列（queue）主要是因为要确保先加入的请求先被处理。任何时候，我们可以暂停请求、删除请求、重试请求以及支持对各个请求的订阅事件。

基础核心函数

在正式开始之前，我们先定义一下核心的几个封装函数，首先第一个是异步请求的函数封装：



var asyncRequest = (function () {
    function handleReadyState(o, callback) {
        var poll = window.setInterval(
                    function () {
                        if (o && o.readyState == 4) {
                            window.clearInterval(poll);
                            if (callback) {
                                callback(o);
                            }
                        }
                    },
                    50
                    );
    }

    var getXHR = function () {
        var http;
        try {
            http = new XMLHttpRequest;
            getXHR = function () {
                return new XMLHttpRequest;
            };
        }

        catch (e) {
            var msxml = [
                        ‘MSXML2.XMLHTTP.3.0‘,
                        ‘MSXML2.XMLHTTP‘,
                        ‘Microsoft.XMLHTTP‘
                        ];

            for (var i = 0, len = msxml.length; i < len; ++i) {
                try {
                    http = new ActiveXObject(msxml[i]);
                    getXHR = function () {
                        return new ActiveXObject(msxml[i]);
                    };
                    break;
                }
                catch (e) { }
            }
        }
        return http;
    };

    return function (method, uri, callback, postData) {
        var http = getXHR();
        http.open(method, uri, true);
        handleReadyState(http, callback);
        http.send(postData || null);
        return http;
    };
})();

上述封装的自执行函数是一个通用的Ajax请求函数，相信属性Ajax的人都能看懂了。

接下来我们定义一个通用的添加方法（函数）的方法：

Function.prototype.method = function (name, fn) {
    this.prototype[name] = fn;
    return this;
};

最后再添加关于数组的2个方法，一个用于遍历，一个用于筛选：

if (!Array.prototype.forEach) {
    Array.method(‘forEach‘, function (fn, thisObj) {
        var scope = thisObj || window;
        for (var i = 0, len = this.length; i < len; ++i) {
            fn.call(scope, this[i], i, this);
        }
    });
}

if (!Array.prototype.filter) {
    Array.method(‘filter‘, function (fn, thisObj) {
        var scope = thisObj || window;
        var a = [];
        for (var i = 0, len = this.length; i < len; ++i) {
            if (!fn.call(scope, this[i], i, this)) {
                continue;
            }
            a.push(this[i]);
        }
        return a;
    });
}

因为有的新型浏览器已经支持了这两种功能（或者有些类库已经支持了），所以要先判断，如果已经支持的话，就不再处理了。

观察者系统

观察者在队列里的事件过程中扮演着重要的角色，可以队列处理时（成功、失败、挂起）订阅事件：

window.DED = window.DED || {};
DED.util = DED.util || {};
DED.util.Observer = function () {
    this.fns = [];
}

DED.util.Observer.prototype = {
    subscribe: function (fn) {
        this.fns.push(fn);
    },

    unsubscribe: function (fn) {
        this.fns = this.fns.filter(
            function (el) {
                if (el !== fn) {
                    return el;
                }
            }
            );
            },
    fire: function (o) {
        this.fns.forEach(
            function (el) {
                el(o);
            }
            );
    }
};

队列主要实现代码

首先订阅了队列的主要属性和事件委托：



DED.Queue = function () {
    // 包含请求的队列.
 this.queue = [];
    // 使用Observable对象在3个不同的状态上，以便可以随时订阅事件
 this.onComplete = new DED.util.Observer;
    this.onFailure = new DED.util.Observer;
    this.onFlush = new DED.util.Observer;

    // 核心属性，可以在外部调用的时候进行设置
 this.retryCount = 3;
    this.currentRetry = 0;
    this.paused = false;
    this.timeout = 5000;
    this.conn = {};
    this.timer = {};
};

然后通过DED.Queue.method的链式调用，则队列上添加了很多可用的方法：



DED.Queue.
    method(‘flush‘, function () {
        // flush方法
 if (!this.queue.length > 0) {
            return;
        }

        if (this.paused) {
            this.paused = false;
            return;
        }

        var that = this;
        this.currentRetry++;
        var abort = function () {
            that.conn.abort();
            if (that.currentRetry == that.retryCount) {
                that.onFailure.fire();
                that.currentRetry = 0;
            } else {
                that.flush();
            }
        };

        this.timer = window.setTimeout(abort, this.timeout);
        var callback = function (o) {
            window.clearTimeout(that.timer);
            that.currentRetry = 0;
            that.queue.shift();
            that.onFlush.fire(o.responseText);
            if (that.queue.length == 0) {
                that.onComplete.fire();
                return;
            }

            // recursive call to flush
 that.flush();

        };

        this.conn = asyncRequest(
            this.queue[0][‘method‘],
            this.queue[0][‘uri‘],
            callback,
            this.queue[0][‘params‘]
            );
    }).
    method(‘setRetryCount‘, function (count) {
        this.retryCount = count;
    }).
    method(‘setTimeout‘, function (time) {
        this.timeout = time;
    }).
    method(‘add‘, function (o) {
        this.queue.push(o);
    }).
    method(‘pause‘, function () {
        this.paused = true;
    }).
    method(‘dequeue‘, function () {
        this.queue.pop();
    }).
    method(‘clear‘, function () {
        this.queue = [];
    });

代码看起来很多，折叠以后就可以发现，其实就是在队列上定义了flush, setRetryCount, setTimeout, add, pause, dequeue, 和clear方法。

简单调用

var q = new DED.Queue;
// 设置重试次数高一点，以便应付慢的连接
q.setRetryCount(5);
// 设置timeout时间
q.setTimeout(1000);
// 添加2个请求.
q.add({
    method: ‘GET‘,
    uri: ‘/path/to/file.php?ajax=true‘
});

q.add({
    method: ‘GET‘,
    uri: ‘/path/to/file.php?ajax=true&woe=me‘
});

// flush队列
q.flush();
// 暂停队列，剩余的保存
q.pause();
// 清空.
q.clear();
// 添加2个请求.
q.add({
    method: ‘GET‘,
    uri: ‘/path/to/file.php?ajax=true‘
});

q.add({
    method: ‘GET‘,
    uri: ‘/path/to/file.php?ajax=true&woe=me‘
});

// 从队列里删除最后一个请求.
q.dequeue();
// 再次Flush
q.flush();

桥接呢？

上面的调用代码里并没有桥接，那桥呢？看一下下面的完整示例，就可以发现处处都有桥哦：

<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01//EN"
"http://www.w3.org/TR/html4/strict.dtd">
<html>
<head>
    <meta http-equiv="Content-type" content="text/html; charset=utf-8">
    <title>Ajax Connection Queue</title>
    <script src="utils.js"></script>
    <script src="queue.js"></script>
    <script type="text/javascript">
        addEvent(window, ‘load‘, function () {
            // 实现.
var q = new DED.Queue;
            q.setRetryCount(5);
            q.setTimeout(3000);
            var items = $(‘items‘);
            var results = $(‘results‘);
            var queue = $(‘queue-items‘);
            // 在客户端保存跟踪自己的请求
var requests = [];
            // 每个请求flush以后，订阅特殊的处理步骤
            q.onFlush.subscribe(function (data) {
                results.innerHTML = data;
                requests.shift();
                queue.innerHTML = requests.toString();
            });
            // 订阅时间处理步骤
            q.onFailure.subscribe(function () {
                results.innerHTML += ‘ <span style="color:red;">Connection Error!</span>‘;
            });
            // 订阅全部成功的处理步骤x
            q.onComplete.subscribe(function () {
                results.innerHTML += ‘ <span style="color:green;">Completed!</span>‘;
            });
            var actionDispatcher = function (element) {
                switch (element) {
                    case ‘flush‘:
                        q.flush();
                        break;
                    case ‘dequeue‘:
                        q.dequeue();
                        requests.pop();
                        queue.innerHTML = requests.toString();
                        break;
                    case ‘pause‘:
                        q.pause();
                        break;
                    case ‘clear‘:
                        q.clear();
                        requests = [];
                        queue.innerHTML = ‘‘;
                        break;
                }
            };
            var addRequest = function (request) {
                var data = request.split(‘-‘)[1];
                q.add({
                    method: ‘GET‘,
                    uri: ‘bridge-connection-queue.php?ajax=true&s=‘ + data,
                    params: null
                });
                requests.push(data);
                queue.innerHTML = requests.toString();
            };
            addEvent(items, ‘click‘, function (e) {
                var e = e || window.event;
                var src = e.target || e.srcElement;
                try {
                    e.preventDefault();
                }
                catch (ex) {
                    e.returnValue = false;
                }
                actionDispatcher(src.id);
            });
            var adders = $(‘adders‘);
            addEvent(adders, ‘click‘, function (e) {
                var e = e || window.event;
                var src = e.target || e.srcElement;
                try {
                    e.preventDefault();
                }
                catch (ex) {
                    e.returnValue = false;
                }
                addRequest(src.id);
            });
        });
    </script>
    <style type="text/css" media="screen">
        body
        {
            font: 100% georgia,times,serif;
        }
        h3, h2
        {
            font-weight: normal;
        }
        #queue-items
        {
            height: 1.5em;
        }
        #add-stuff
        {
            padding: .5em;
            background: #ddd;
            border: 1px solid #bbb;
        }
        #results-area
        {
            padding: .5em;
            border: 1px solid #bbb;
        }
    </style>
</head>
<body id="example">
    <div id="doc">
        <h3>
            异步联接请求</h3>
        <div id="queue-items">
        </div>
        <div id="add-stuff">
            <h2>向队列里添加新请求</h2>
            <ul id="adders">
                <li><a href="#" id="action-01">添加 "01" 到队列</a></li>
                <li><a href="#" id="action-02">添加 "02" 到队列</a></li>
                <li><a href="#" id="action-03">添加 "03" 到队列</a></li>
            </ul>
        </div>
        <h2>队列控制</h2>
        <ul id=‘items‘>
            <li><a href="#" id="flush">Flush</a></li>
            <li><a href="#" id="dequeue">出列Dequeue</a></li>
            <li><a href="#" id="pause">暂停Pause</a></li>
            <li><a href="#" id="clear">清空Clear</a></li>
        </ul>
        <div id="results-area">
            <h2>
                结果:
            </h2>
            <div id="results">
            </div>
        </div>
    </div>
</body>
</html>

在这个示例里，你可以做flush队列，暂停队列，删除队列里的请求，清空队列等各种动作，同时相信大家也体会到了桥接的威力了。

总结

桥接模式的优点也很明显，我们只列举主要几个优点：
分离接口和实现部分，一个实现未必不变地绑定在一个接口上，抽象类（函数）的实现可以在运行时刻进行配置，一个对象甚至可以在运行时刻改变它的实现，同将抽象和实现也进行了充分的解耦，也有利于分层，从而产生更好的结构化系统。
提高可扩充性
实现细节对客户透明，可以对客户隐藏实现细节。

同时桥接模式也有自己的缺点：

大量的类将导致开发成本的增加，同时在性能方面可能也会有所减少。

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