设计模式之桥接模式
Posted 二木成林
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了设计模式之桥接模式相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
概述
现在有一个需求,需要创建不同的图形,并且每个图形都有可能会有不同的颜色。我们可以利用继承的方式来设计类的关系:
我们可以发现有很多的类,假如我们再增加一个形状或再增加一种颜色,就需要创建更多的类。
试想,在一个有多种可能会变化的维度的系统中,用继承方式会造成类爆炸,扩展起来不灵活。每次在一个维度上新增一个具体实现都要增加多个子类。为了更加灵活的设计系统,我们此时可以考虑使用桥接模式。
桥接(Bridge)模式的定义如下:将抽象与实现分离,使它们可以独立变化。它是用组合关系代替继承关系来实现,从而降低了抽象和实现这两个可变维度的耦合度。
结构
桥接(Bridge)模式包含以下主要角色:
-
抽象化(Abstraction)角色 :定义抽象类,并包含一个对实现化对象的引用。
-
扩展抽象化(Refined Abstraction)角色 :是抽象化角色的子类,实现父类中的业务方法,并通过组合关系调用实现化角色中的业务方法。
-
实现化(Implementor)角色 :定义实现化角色的接口,供扩展抽象化角色调用。
-
具体实现化(Concrete Implementor)角色 :给出实现化角色接口的具体实现。
例:需要开发一个跨平台视频播放器,可以在不同操作系统平台(如Windows、Mac、Linux等)上播放多种格式的视频文件,常见的视频格式包括RMVB、AVI、WMV等。该播放器包含了两个维度,适合使用桥接模式。 其UML类图如下:
实现代码如下:
- VideoFile.java
public interface VideoFile {
/**
* 解码视频文件
*
* @param fileName 视频文件名
*/
public void decode(String fileName);
}
- AVIFile.java
public class AVIFile implements VideoFile {
@Override
public void decode(String fileName) {
System.out.println("avi视频文件 :" + fileName);
}
}
- RMVFile.java
public class RMVFile implements VideoFile{
@Override
public void decode(String fileName) {
System.out.println("rmvb视频文件 :" + fileName);
}
}
- OperatingSystem.java
public abstract class OperatingSystem {
// 声明videFile变量
protected VideoFile videoFile;
public OperatingSystem(VideoFile videoFile){
this.videoFile= videoFile;
}
/**
* 播放视频
* @param fileName
*/
public abstract void play(String fileName);
}
- Windows.java
public class Windows extends OperatingSystem{
public Windows(VideoFile videoFile) {
super(videoFile);
}
@Override
public void play(String fileName) {
videoFile.decode(fileName);
}
}
- Mac.java
public class Mac extends OperatingSystem {
public Mac(VideoFile videoFile) {
super(videoFile);
}
@Override
public void play(String fileName) {
videoFile.decode(fileName);
}
}
- Test.java
public class Test {
public static void main(String[] args) {
// 创建MAC系统对象
OperatingSystem system = new Mac(new AVIFile());
// 适用操作系统播放视频文件
system.play("三体");
}
}
优缺点
桥接(Bridge)模式的优点是:
- 抽象与实现分离,扩展能力强
- 符合开闭原则
- 符合合成复用原则
- 其实现细节对客户透明
缺点是:
- 由于聚合关系建立在抽象层,要求开发者针对抽象化进行设计与编程,能正确地识别出系统中两个独立变化的维度,这增加了系统的理解与设计难度。
使用场景:
-
当一个类存在两个独立变化的维度,且这两个维度都需要进行扩展时。
-
当一个系统不希望使用继承或因为多层次继承导致系统类的个数急剧增加时。
-
当一个系统需要在构件的抽象化角色和具体化角色之间增加更多的灵活性时。避免在两个层次之间建立静态的继承联系,通过桥接模式可以使它们在抽象层建立一个关联关系。
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。
桥接模式的一个常见使用场景就是替换继承。我们知道,继承拥有很多优点,比如,抽象、封装、多态等,父类封装共性,子类实现特性。继承可以很好的实现代码复用(封装)的功能,但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,无论子类需不需要,这说明继承具备强侵入性(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,而不是继承。
以上是关于设计模式之桥接模式的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章