JAVA设计模式9：桥接模式，将抽象部分与实现部分分离

一、什么是桥接模式

桥接模式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，桥接模式通过将继承关系转换为关联关系，来实现解耦和灵活性。

在桥接模式中，抽象部分由一个抽象类或接口表示，实现部分由一个或多个具体类表示，桥接模式的关键是通过抽象类中包含一个指向实现类的引用，从而将抽象部分和实现部分分离。

桥接模式的核心思想是将抽象和实现分离，使得它们可以独立地变化，这种设计模式非常适用于以下 3 33 种情况。

1. 当一个类存在两个或多个独立变化的维度时，使用桥接模式可以将它们解耦，使每个维度的变化都可以独立进行。
2. 当需要在抽象部分和实现部分之间建立一种稳定的关联关系，并且需要避免在每个维度的变化中产生大量的子类时，可以使用桥接模式。
3. 当一个类需要在多个平台或系统上进行扩展时，使用桥接模式可以使得扩展部分独立于抽象部分。

桥接模式通过将抽象和实现分离，提供了更加灵活和可扩展的设计解决方案，使得系统的结构更加清晰，并且减少了类之间的耦合性。

二、桥接模式实例

下面是一个简单的 Java 代码示例，演示了桥接模式的实现。

首先，我们定义一个抽象类 Shape，表示形状。

public abstract class Shape {
    protected Color color;
    public Shape(Color color) {
        this.color = color;
    }
    public abstract void draw();
}

然后，我们定义一个实现类 Circle，表示圆形。

public class Circle extends Shape {
    public Circle(Color color) {
        super(color);
    }
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("Draw a circle in " + color.getColor());
    }
}

接着，我们定义一个实现类 Rectangle，表示矩形。

public class Rectangle extends Shape {
    public Rectangle(Color color) {
        super(color);
    }
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("Draw a rectangle in " + color.getColor());
    }
}

接下来，我们定义一个抽象类 Color，表示颜色。

public abstract class Color {
    public abstract String getColor();
}

然后，我们定义一个实现类 RedColor，表示红色。

public class RedColor extends Color {
    @Override
    public String getColor() {
        return "red";
    }
}

最后，我们可以创建对象并使用桥接模式进行调用。

public class BridgePatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Color red = new RedColor();
        Shape circle = new Circle(red);
        circle.draw();
        Color green = new GreenColor();
        Shape rectangle = new Rectangle(green);
        rectangle.draw();
    }
}

运行上述代码，输出结果为：

Draw a circle in red
Draw a rectangle in green

通过桥接模式将形状 Shape 和颜色 Color 两个维度进行分离，可以独立地对它们进行扩展和变化，而不需要修改原有的代码。

三、桥接模式的应用场景

桥接模式在以下 4 44 类情况下适用，请同学们认真学习。

1. 当你希望抽象和具体实现可以独立扩展时，使用桥接模式。桥接模式可以将抽象和实现部分分离，使它们可以独立变化，而不会相互影响。
2. 当一个类存在多个独立变化的维度时，使用桥接模式。桥接模式可以将不同维度的变化分离为不同的类层次结构，使每个维度的变化都可以独立进行。
3. 当希望在抽象部分和实现部分之间建立稳定的关联关系，并且避免在每个维度的变化中产生大量的子类时，使用桥接模式。桥接模式可以将抽象部分和实现部分分离，使得它们可以独立变化，而不会导致类爆炸问题。
4. 当需要在多个平台或系统上进行扩展时，使用桥接模式。桥接模式可以使得扩展部分独立于抽象部分，可以方便地在不同的平台或系统上进行修改和扩展。

以下是 4 44 个桥接模式常见的应用场景，请同学们认真学习。

• 图形界面中的窗口和操作系统的适配器之间的关系就可以使用桥接模式来实现。窗口可以作为抽象部分，而不同操作系统的适配器可以作为实现部分。
• 对于不同类型的数据存储，比如关系型数据库和非关系型数据库，可以使用桥接模式来抽象出通用的数据访问层接口，然后基于不同的数据库类型实现具体的数据访问类。
• 在游戏开发中，可以使用桥接模式来处理游戏角色的不同属性，角色可以作为抽象部分，而属性可以作为实现部分，通过桥接模式可以灵活地增加或修改角色的属性。
• 在电子设备的遥控器中，可以使用桥接模式将遥控器的功能和不同的电子设备分离开来，使得遥控器可以适用于不同的电子设备。

桥接模式可以用于任何需要将抽象和实现分离，并且使它们可以独立变化的场景。它提供了一种灵活和可扩展的设计解决方案，可以减少类之间的耦合性，并且方便地进行功能扩展和修改。

四、桥接模式面试题

1. 什么是桥接模式？你能解释一下吗？
2. 桥接模式和其他设计模式有什么区别？
3. 桥接模式的优点是什么？
4. 桥接模式的缺点是什么？
5. 你能给一个实际的例子来说明桥接模式的应用吗？
6. 桥接模式和适配器模式有什么区别？
7. 何时应该使用桥接模式？
8. 桥接模式和组合模式有什么区别？
9. 桥接模式是否会增加代码的复杂性？
10. 桥接模式是否符合单一职责原则和开闭原则？