设计模式那点事 - 桥接模式(多层继承的优雅实现)

桥接模式使用组合方式:将m*n个子类优化为m+n个子类。

简述

1.1 定义

桥接模式定义:将抽象部分与它的实现部分分离,使它们都可以独立地变化。它是一种对象结构型模式,又称为柄体(Handle and Body)模式或接口(Interfce)模式。

1.2 UML图

UML图.png
  • 抽象化(Abstraction)角色:抽象化给出的定义,并保存一个对实现化对象的引用。

  • (可选)修正抽象化(RefinedAbstraction)角色:扩展抽象化角色,改变和修正父类对抽象化的定义。

  • 实现化(Implementor)角色:这个角色给出实现化角色的接口,但不给出具体的实现。必须指出的是,这个接口不一定和抽象化角色的接口定义相同,实际上,这两个接口可以非常不一样。实现化角色应当只给出底层操作,而抽象化角色应当只给出基于底层操作的更高一层的操作。

  • 具体实现化(ConcreteImplementor)角色:这个角色给出实现化角色接口的具体实现。

抽象化角色就像是一个水杯的手柄,而实现化角色和具体实现化角色就像是水杯的杯身。手柄控制杯身,这就是此模式别名“柄体”的来源。

1.3 大白话简述

  • 桥接模式比起单纯的继承模式,通过组合的方式来动态扩展功能。
  • 桥接模式有着策略模式的影子,使用Java多态在客户端传入不同的子类实现。

1.4 桥接模式优缺点

优点:(多层继承的优雅实现)

  • 桥接模式借助Java多态动态化的组装子类,只需要实现m+n个类,便可表示m*n种关系。

  • 在很多情况下,桥接模式可以取代多层继承方案,多层继承方案违背了“单一职责原则”,复用性较差,且类的个数非常多,桥接模式是比多层继承方案更好的解决方法,它极大减少了子类的个数。

  • 桥接模式提高了系统的可扩展性,在两个变化维度中任意扩展一个维度,都不需要修改原有系统,符合“开闭原则”。

缺点:(实现难度大)

  • 桥接模式的使用会增加系统的理解与设计难度,由于关联关系建立在抽象层,要求开发者一开始就针对抽象层进行设计与编程。

  • 桥接模式要求正确识别出系统中两个独立变化的维度,因此其使用范围具有一定的局限性,如何正确识别两个独立维度也需要一定的经验积累。

实战

2.1 案例

例如去咖啡店买咖啡:

  • 类型:美式、卡布奇诺、拿铁...
  • 规格:中杯、大杯、超大杯...
  • 添加:加糖、加冰、加奶...

可以看出咖啡有m*n种实现类。若是仅仅通过继承的方式那么就会导致子类爆炸。

优化点:使用桥接模式,将某些特征通过组合的方式来动态扩展。

  • 抽象化角色:Coffee;
  • 抽象化角色实现类:SuperLargeCoffee(超大杯)、LargeCoffee(大杯);
  • 实现化角色:ICoffeeAdditives(咖啡添加)
  • 具体实现化角色:Suger(加糖)、Milk(加奶);
抽象化角色.png
实现化角色.png

2.2 代码实现

  • 抽象化角色
public abstract class Coffee {
    //组合的接口
    protected ICoffeeAdditives additives;

    public Coffee(ICoffeeAdditives additives) {
        this.additives = additives;
    }

    public abstract void orderCoffee(int count);
}
public class LargeCoffee extends Coffee {
    public LargeCoffee(ICoffeeAdditives additives) {
        super(additives);
    }

    @Override
    public void orderCoffee(int count) {
        System.out.println("大杯" + additives.addSomething() + "咖啡" + count + "杯");
    }
}
  • 实现化角色
public interface ICoffeeAdditives {
    String addSomething();
}
public class Milk implements ICoffeeAdditives {
    @Override
    public String addSomething() {
        return "加奶";
    }
}

客户端:

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        //点两杯加奶的大杯咖啡
        Coffee largeWithMilk=new LargeCoffee(new Milk());
        largeWithMilk.orderCoffee(2);
    }
}

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