设计模式（六）桥连模式Bridge（结构型）

时间  2019-11-17
标签 设计 模式 bridge 构型 繁體版
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设计模式（六）桥连模式Bridge（结构型）
 php

1. 概述 编程

      在软件系统中，某些类型因为自身的逻辑，它具备两个或多个维度的变化，那么如何应对这种“多维度的变化”？如何利用面向对象的技术来使得该类型可以轻松的沿着多个方向进行变化，而又不引入额外的复杂度？ 设计模式

例子1：设想若是要绘制矩形、圆形、椭圆、正方形，咱们至少须要4个形状类，可是若是绘制的图形须要具备不一样的颜色，如红色、绿色、蓝色等，此时至少有以下两种设计方案： ui

•第一种设计方案是为每一种形状都提供一套各类颜色的版本。
•第二种设计方案是根据实际须要对形状和颜色进行组合。 
方案1:

方案2：


      对于有两个变化维度（即两个变化的缘由）的系统，采用方案二来进行设计系统中类的个数更少，且系统扩展更为方便。设计方案二便是桥接模式的应用。桥接模式将继承关系转换为关联关系，从而下降了类与类之间的耦合，减小了代码编写量。
例子2： 一个普通的开关控制的电灯、电风扇等等，都是桥接的例子。开关的目的是将设备打开或关闭。实际的开关能够是简单的双刀拉链开关，也能够是调光开关。

2. 问题

      如何应对这种“多维度的变化”？如何利用面向对象的技术来使得该类型可以轻松的沿着多个方向进行变化，而又不引入额外的复杂度？ this

3. 解决方案

桥连模式：将抽象部分与实现部分分离，使它们均可以独立的变化。它是一种结构性模式，又称柄体（Handle and body）模式或者接口（Interface）模式。        当一个抽象可能有多个实现时，一般用继承来协调他们。抽象类的定义对该抽象的接口。而具体的子类则用不一样的方式加以实现，可是此方法有时不够灵活。继承机制将抽象部分与他的视线部分固定在一块儿，使得难以对抽象部分和实现部分独立地进行修改、扩充和充用。 spa

理解桥接模式，重点须要理解如何将抽象化(Abstraction)与实现化(Implementation)脱耦，使得两者能够独立地变化。
•抽象化：抽象化就是忽略一些信息，把不一样的实体看成一样的实体对待。在面向对象中，将对象的共同性质抽取出来造成类的过程即为抽象化的过程。
•实现化：针对抽象化给出的具体实现，就是实现化，抽象化与实现化是一对互逆的概念，实现化产生的对象比抽象化更具体，是对抽象化事物的进一步具体化的产物。
•脱耦：脱耦就是将抽象化和实现化之间的耦合解脱开，或者说是将它们之间的强关联改换成弱关联，将两个角色之间的继承关系改成关联关系。桥接模式中的所谓脱耦，就是指在一个软件系统的抽象化和实现化之间使用关联关系（组合或者聚合关系）而不是继承关系，从而使二者能够相对独立地变化，这就是桥接模式的用意。 

4. 适用性 .net

1）. 你不但愿在抽象和他的实现部分之间有一个固定的邦定关系，如在程序的运行时刻实现部分应该能够被选择或者切换。 设计

2）. 类的抽象以及他的视像均可以经过生成子类的方法加以扩充。这时bridge模式使你能够对不一样的抽象接口 指针

      和实现部分进行组合，并对他们进行扩充。 视频

3）. 对一个抽象的实现部分的修改应该对客户不产生影响，即客户的代码不须要从新编译。

4）. 你想对客户彻底隐藏抽象的实现部分。

5）. 你想在多个实现间 共享实现，但同时要求客户并不知道这一点。

5. 结构


6. 构建模式的组成

抽象类(Abstraction):定义抽象类的接口,维护一个指向Implementor类型对象的指针

扩充抽象类(RefinedAbstraction)：扩充由Abstraction定义的接口

实现类接口(Implementor)：定义实现类的接口，该接口不必定要与 Abstraction的接口彻底一致；事实上这两个接口能够彻底不一样。通常来说， Implementor接口仅提供基本操做，而 Abstraction则定义了基于这些基本操做的较高层次的操做。

具体实现类(ConcreteImplementor)：实现Implementor接口并定义它的具体实现。

7. 效果
Bridge模式有如下一些优势：
 1) 分离接口及其实现部分 一个实现未必不变地绑定在一个接口上。抽象类的实现能够在运行时刻进行配置，一个对象甚至能够在运行时刻改变它的实现。将Abstraction与Implementor分离有助于下降对实现部分编译时刻的依赖性，当改变一个实现类时，并不须要从新编译 Abstraction类和它的客户程序。为了保证一个类库的不一样版本之间的二进制兼容性，必定要有这个性质。另外，接口与实现分离有助于分层，从而产生更好的结构化系统，系统的高层部分仅需知道Abstraction和Implementor便可。
 2) 提升可扩充性 你能够独立地对Abstraction和Implementor层次结构进行扩充。

3 ) 实现细节对客户透明 你能够对客户隐藏实现细节，例如共享 Implementor对象以及相应的引用计数机制（若是有的话） 。

桥接模式的缺点
•桥接模式的引入会增长系统的理解与设计难度，因为聚合关联关系创建在抽象层，要求开发者针对抽象进行设计与编程。
•桥接模式要求正确识别出系统中两个独立变化的维度，所以其使用范围具备必定的局限性。 

8.实现

模拟毛笔：

        现须要提供大中小3种型号的画笔，可以绘制5种不一样颜色，若是使用蜡笔，咱们须要准备3*5=15支蜡笔，也就是说必须准备15个具体的蜡笔类。而若是使用毛笔的话，只须要3种型号的毛笔，外加5个颜料盒，用3+5=8个类就能够实现15支蜡笔的功能。

       实际上，蜡笔和毛笔的关键一个区别就在于笔和颜色是否可以分离。即将抽象化(Abstraction)与实现化(Implementation)脱耦，使得两者能够独立地变化"。关键就在于可否脱耦。蜡笔的颜色和蜡笔自己是分不开的，因此就形成必须使用15支色彩、大小各异的蜡笔来绘制图画。而毛笔与颜料可以很好的脱耦，各自独立变化，便简化了操做。在这里，抽象层面的概念是："毛笔用颜料做画"，而在实现时，毛笔有大中小三号，颜料有红绿蓝黑白等5种，因而即可出现3×5种组合。每一个参与者（毛笔与颜料）均可以在本身的自由度上随意转换。

         蜡笔因为没法将笔与颜色分离，形成笔与颜色两个自由度没法单独变化，使得只有建立15种对象才能完成任务。

Bridge模式将继承关系转换为组合关系，从而下降了系统间的耦合，减小了代码编写量。

UML如图：

代码实现：

[php]  view plain  copy
 print ?
  1. <?php  
  2.   
  3. /******************************Abstraction **************************/  
  4. /** 
  5.  *  
  6.  * Abstraction抽象类的接口 
  7.  * @author guisu 
  8.  * 
  9.  */  
  10. abstract class BrushPenAbstraction {  
  11.     protected $_implementorColor = null;  
  12.   
  13.     /** 
  14.      *  
  15.      * Enter description here ... 
  16.      * @param Color $color 
  17.      */  
  18.     public function setImplementorColor(ImplementorColor $color) {  
  19.         $this->_implementorColor = $color;  
  20.     }  
  21.     /** 
  22.      *  
  23.      * Enter description here ... 
  24.      */  
  25.     public abstract function operationDraw();  
  26. }  
  27. /******************************RefinedAbstraction **************************/  
  28. /** 
  29.  *  
  30.  * 扩充由Abstraction;大毛笔 
  31.  * @author guisu 
  32.  * 
  33.  */  
  34. class BigBrushPenRefinedAbstraction extends BrushPenAbstraction {  
  35.     public function operationDraw() {  
  36.         echo 'Big and ', $this->_implementorColor->bepaint (), ' drawing';  
  37.     }  
  38. }  
  39. /** 
  40.  *  
  41.  * 扩充由Abstraction;中毛笔 
  42.  * @author guisu 
  43.  * 
  44.  */  
  45. class MiddleBrushPenRefinedAbstraction extends BrushPenAbstraction {  
  46.     public function operationDraw() {  
  47.         echo 'Middle and ', $this->_implementorColor->bepaint (), ' drawing';  
  48.     }  
  49. }  
  50. /** 
  51.  *  
  52.  * 扩充由Abstraction;小毛笔 
  53.  * @author guisu 
  54.  * 
  55.  */  
  56. class SmallBrushPenRefinedAbstraction extends BrushPenAbstraction {  
  57.     public function operationDraw() {  
  58.         echo 'Small and ', $this->_implementorColor->bepaint(), ' drawing';  
  59.     }  
  60. }  
  61.   
  62. /******************************Implementor **************************/  
  63. /** 
  64.  * 实现类接口(Implementor) 
  65.  *  
  66.  * @author mo-87 
  67.  * 
  68.  */  
  69. class ImplementorColor {  
  70.     protected $value;  
  71.   
  72.     /** 
  73.      * 着色 
  74.      *  
  75.      */  
  76.     public  function bepaint(){  
  77.         echo $this->value;  
  78.     }  
  79. }  
  80. /******************************oncrete Implementor **************************/  
  81. class oncreteImplementorRed extends ImplementorColor {  
  82.     public function __construct() {  
  83.         $this->value = "red";  
  84.     }  
  85.     /** 
  86.      * 能够覆盖 
  87.      */  
  88.     public function bepaint() {  
  89.         echo $this->value;  
  90.     }  
  91. }  
  92.   
  93. class oncreteImplementorBlue extends ImplementorColor {  
  94.     public function __construct() {  
  95.         $this->value = "blue";  
  96.     }  
  97. }  
  98.   
  99. class oncreteImplementorGreen extends ImplementorColor {  
  100.     public function __construct() {  
  101.         $this->value = "green";  
  102.     }  
  103. }  
  104.   
  105. class oncreteImplementorWhite extends ImplementorColor {  
  106.     public function __construct() {  
  107.         $this->value = "white";  
  108.     }  
  109. }  
  110.   
  111. class oncreteImplementorBlack extends ImplementorColor {  
  112.     public function __construct() {  
  113.         $this->value = "black";  
  114.     }  
  115. }  
  116. /** 
  117.  *  
  118.  * 客户端程序 
  119.  * @author guisu 
  120.  * 
  121.  */  
  122. class Client {  
  123.     public static function Main() {  
  124.   
  125.         //小笔画红色  
  126.         $objRAbstraction = new SmallBrushPenRefinedAbstraction();  
  127.         $objRAbstraction->setImplementorColor(new oncreteImplementorRed());  
  128.         $objRAbstraction->operationDraw();  
  129.     }  
  130. }  
  131. Client::Main();  

跨平台视频播放器：两个维度的变化，平台和不一样格式的视频文件：


9. 桥接模式与其余相关模式

1）抽象工厂（Abstract Factory 模式能够用来建立和配置一个特定的Bridge模式。

2）Adapter模式 用来帮助无关的类协同工做，它一般在系统设计完成后才会被使用。然而，Bridge模式则是在系统开始时就被使用，它使得抽象接口和实现部分能够独立进行改变。

3）桥接模式与装饰的区别:

装饰模式:

      这两个模式在必定程度上都是为了减小子类的数目，避免出现复杂的继承关系。可是它们解决的方法却各有不一样，装饰模式把子类中比基类中多出来的部分放到单独的类里面，以适应新功能增长的须要，当咱们把描述新功能的类封装到基类的对象里面时，就获得了所须要的子类对象，这些描述新功能的类经过组合能够实现不少的功能组合 .

桥接模式：

       桥接模式则把原来的基类的实现化细节抽象出来，在构造到一个实现化的结构中，而后再把原来的基类改形成一个抽象化的等级结构，这样就能够实现系统在多个维度上的独立变化 。

10. 总结

Bridge 模式是一个很是有用的模式，也很是复杂，它很好的符合了开放 - 封闭原则和优先使用对象，而不是继承这两个面向对象原则。
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