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设计模式中的桥梁模式#xff08;Bridge Pattern#xff09;是一种结构型设计模式#xff0c;它将抽象部分… 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 {Overridepublic 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 {Overridepublic 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;}Overridepublic 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 {Overridepublic void cross() {System.out.println(Crossing the wooden bridge.);}
}// 具体的实现部分
class StoneBridge implements Bridge {Overridepublic 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);}Overridepublic 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);}Overridepublic 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。
