1. 桥接模式介绍
桥接模式（Bridge Pattern）是一种结构性设计模式，它将抽象部分与实现部分分离，使它们可以独立变化而互不影响。桥接模式通过组合而不是继承的方式来实现这种分离。
在桥接模式中，有两个关键角色：
- 抽象部分（Abstraction）： 定义了抽象类，它包含一个对实现部分的引用，并且可能包含一些与实现无关的操作。
- 实现部分（Implementor）： 定义了实现接口，它提供了具体的实现。
2. 关键思想
桥接模式的关键思想是将抽象部分和实现部分分离，使它们可以独立变化，从而降低它们之间的耦合性。这种分离允许系统中的每一部分都可以独立地进行扩展、修改和重用，而不会对其他部分产生影响。
以下是桥接模式的关键思想：
- 抽象与实现的分离： 桥接模式通过使用组合而不是继承的方式，将抽象部分和实现部分分离开来。抽象部分包含对实现部分的引用，但它们是独立的层次结构。
- 实现的独立变化： 抽象部分和实现部分可以独立进行扩展和变化，而不会相互影响。这使得系统更灵活，能够适应不同的需求和变化。
- 桥接接口： 实现部分定义了一个接口，供抽象部分调用。这个接口是抽象部分与实现部分之间的桥梁，使它们能够协同工作。
- 抽象部分的变体： 抽象部分可以有多个变体，而每个变体可以选择不同的实现部分。这种灵活性使得系统能够轻松应对变化，而不需要修改抽象部分的代码。
总的来说，桥接模式的关键思想在于将系统中的不同维度分离开来，使得每个维度可以独立变化。这种设计方式提高了系统的可扩展性，同时也使得系统更容易维护和理解。
3. 实现方式：
桥接模式的实现方式涉及定义抽象部分和实现部分的接口，并通过组合关系将它们连接在一起。让我们通过一个实际的例子来说明桥接模式。考虑一个绘图应用程序，其中有不同的形状（圆形、矩形）和不同的绘制方法（红色、蓝色）。
以下是桥接模式的一般实现步骤：
- 实现部分接口（Implementor）：
/** * Implementor 接口 - 定义绘制方法。 */ interface DrawingAPI { /** * 绘制图形的方法。 */ void drawShape(); } /** * 具体的实现类 - 红色绘制。 */ class RedDrawingAPI implements DrawingAPI { @Override public void drawShape() { System.out.println("红色绘制"); } } /** * 具体的实现类 - 蓝色绘制。 */ class BlueDrawingAPI implements DrawingAPI { @Override public void drawShape() { System.out.println("蓝色绘制"); } }
- 抽象部分接口（Abstraction）：
/** * 表示图形的抽象类。该类包含对一个DrawingAPI对象的引用，该对象负责实际绘制图形。 */ abstract class Shape { /** * 保护成员变量，用于保存绘图API的引用。 */ protected DrawingAPI drawingAPI; /** * 构造函数，接受一个DrawingAPI对象以初始化图形。 * * @param drawingAPI 用于绘制图形的绘图API。 */ public Shape(DrawingAPI drawingAPI) { this.drawingAPI = drawingAPI; } /** * 抽象方法，用于绘制图形。具体的实现将提供特定的绘制逻辑。 */ public abstract void draw(); }
- 具体的抽象类（RefinedAbstraction）：
/** * 具体的抽象类 - 圆形。 */ class Circle extends Shape { private int radius; /** * 构造函数，初始化圆形对象。 * * @param radius 圆形的半径。 * @param drawingAPI 用于绘制的绘图API。 */ public Circle(int radius, DrawingAPI drawingAPI) { super(drawingAPI); this.radius = radius; } /** * 实现绘制圆形的抽象方法。 */ @Override public void draw() { System.out.println("绘制圆形，半径：" + radius); drawingAPI.drawShape(); } } /** * 具体的抽象类 - 矩形。 */ class Rectangle extends Shape { private int width; private int height; /** * 构造函数，初始化矩形对象。 * * @param width 矩形的宽度。 * @param height 矩形的高度。 * @param drawingAPI 用于绘制的绘图API。 */ public Rectangle(int width, int height, DrawingAPI drawingAPI) { super(drawingAPI); this.width = width; this.height = height; } /** * 实现绘制矩形的抽象方法。 */ @Override public void draw() { System.out.println("绘制矩形，宽度：" + width + "，高度：" + height); drawingAPI.drawShape(); } }
- 客户端使用桥接模式：
/** * 客户端类，演示桥接模式的使用。 */ public class Client { public static void main(String[] args) { // 创建红色绘制API对象 DrawingAPI redDrawingAPI = new RedDrawingAPI(); // 创建蓝色绘制API对象 DrawingAPI blueDrawingAPI = new BlueDrawingAPI(); // 创建红色圆形，并指定绘制API Shape redCircle = new Circle(5, redDrawingAPI); // 绘制红色圆形 redCircle.draw(); // 创建蓝色矩形，并指定绘制API Shape blueRectangle = new Rectangle(4, 6, blueDrawingAPI); // 绘制蓝色矩形 blueRectangle.draw(); } }
要点：
- 分离抽象和实现： 桥接模式的核心思想是将抽象部分和实现部分分离，使它们可以独立变化。在桥接模式的例子中，Shape抽象类通过包含DrawingAPI实现类的引用，实现了抽象和实现的分离。这使得可以独立地对形状和绘制方法进行扩展和变化。
- 组合优于继承： 桥接模式通过组合而不是继承来实现抽象和实现的分离，避免了继承层次结构的爆炸性增长。例如，Shape通过组合DrawingAPI而不是通过继承的方式使用绘制方法。
- 灵活性和可扩展性： 桥接模式提高了系统的灵活性，使得抽象和实现可以独立变化，从而更容易适应需求变化。 在例子中，如果要添加新的形状或者绘制方法，只需创建新的具体抽象类和具体实现类，并进行组合即可，无需修改现有的代码，提高了系统的灵活性和可扩展性。
- 桥接接口： 实现部分应该定义一个接口，通过这个接口与抽象部分进行交互。这个接口起到桥梁的作用。比如DrawingAPI接口是桥接模式的关键，通过这个接口定义了实现部分的方法，起到了抽象和实现的桥梁作用。
- 适用于多维变化： 当一个类有多个维度的变化，而且这些维度都需要独立扩展时，桥接模式特别有用。
注意事项：
- 不滥用桥接模式： 只有在系统中存在多维变化的情况下，才应该考虑使用桥接模式。在一些简单的情况下，引入桥接模式可能会增加不必要的复杂性。
- 设计抽象和实现时要谨慎： 抽象和实现的设计要遵循开闭原则，即对扩展开放，对修改关闭。尽量避免频繁修改已有的抽象和实现。
- 了解桥接和组合模式的区别： 桥接模式和组合模式都是通过组合来实现类之间的关系，但目的和使用场景不同。桥接模式注重分离抽象和实现，而组合模式注重整体与部分的关系。
- 适度抽象： 在定义抽象和实现时，要保持适度的抽象。过度抽象可能导致类层次结构复杂，难以理解和维护。
优点：
- 分离抽象和实现： 桥接模式能够分离抽象部分和实现部分，使它们可以独立变化。这样一来，系统的扩展性更好，更容易适应变化。
- 适应变化： 桥接模式使得抽象和实现可以独立进行扩展，对于两个独立变化的维度，能够更好地适应需求的变化。
- 优化类层次结构： 桥接模式避免了使用多层继承来实现多维变化，优化了类层次结构，减少了类的数量。
- 复用性提高： 桥接模式通过将抽象和实现分离，可以更容易地复用抽象和实现的部分。
缺点：
- 增加复杂度： 引入桥接模式会增加系统的复杂度，因为需要定义更多的类和接口，并且需要理解抽象和实现之间的关系。
- 增加代码量： 由于需要定义抽象类、实现类以及它们之间的关联，桥接模式可能会导致代码量的增加。
应用场景：
- 多维变化： 当一个类有多个维度的变化，而且这些维度都需要独立扩展时，桥接模式非常适用。例如，图形绘制应用中，形状和颜色可能是两个独立变化的维度。
- 抽象和实现需要独立扩展： 当希望抽象部分和实现部分能够独立变化时，可以使用桥接模式。这样可以避免使用多层继承，使得系统更灵活。
- 不希望使用继承： 当不希望通过继承来实现抽象和实现的耦合关系时，桥接模式提供了一种更为灵活的替代方案。
- 需要动态切换实现： 当需要在运行时动态切换抽象和实现的关系时，桥接模式也是一个合适的选择。
