桥接模式

介绍

桥接模式(Bridge Pattern) 也称为桥梁模式,是结构型设计模式之一。桥接模式的作用就是连接 "两边"

定义

将抽象部分与实现部分分离,使他们都可以独立地进行变化

定义看起来跟桥接没有一毛钱关系,但是别着急,慢慢往下看。

使用场景

先举个例子,要不 抽象部分实现部分 真的会乱。

比如去星巴克买的咖啡(妈蛋,不知道谁买,反正我是一杯都买不起),最简单的,分大杯小杯,这里的大杯小杯就是咖啡的一个维度。再分还有加糖不加糖,这里的加糖不加糖又是咖啡这个东西的一个维度。

大小杯跟是否加糖是两个互不影响相互独立的维度。

如果我们把咖啡定义为一个抽象类,大杯咖啡或者小杯咖啡分别为具体实现类,那么,加糖不加糖这个维度怎么处理?我们可能会想到,继续继承大杯或者小杯,然后分别定义不同的加糖不加糖的类,瞬间,两个实现类就变成了四个,如果这时候我们增加了中杯,那么就需要再多加三个类。这还简单,如果这时候我们又加了糖分度,这时候继承类的数量会瞬间爆炸,所以继承不能解决问题。

既然继承不能解决问题,那我们还有没有别的办法? 当然有,今天这个桥接模式解决的就是这类的问题。

以加糖不加糖为例,我们把加糖不加糖这个维度抽象出一个接口,并且在咖啡类里面保持对一个加糖不加糖接口的引用,在咖啡类的构造方法中我们需要传入是否加糖这个对象,为接口对象赋值,并在咖啡类中用到是否加糖的方法时,调用是否需要加糖这个引用的方法。

这样就把是否加糖这个维度和大杯小杯这个维度分离开来,当大小杯变化比如增加中杯,加糖不加糖变化比如增加低度糖,这两个变化就不会耦合在一起,可以独立改变。

这里的咖啡以及大小杯的咖啡子类就是抽象部分,加糖不加糖就是实现部分。这个如果不理解就先记住

使用场景

  • 从模式的定义中我们大致了解到,这里的 “桥梁” 的作用就是连接 “抽象部分” 与 “实现部分” ,但是事实上,任何多维度变化类或者说多个树状类之间的耦合都可以使用桥接模式来实现解耦。

  • 如果一个系统需要在构件的抽象化角色和具体化角色之间增加更多灵活性,避免在这两个层次之间建立静态的继承联系,可以通过桥接模式使它们在抽象层建立一个关联关系。

  • 对于那些不希望使用继承或因为多层继承导致系统类的个数急剧增加的系统,也可以考虑使用桥接模式

  • 一个类存在两个独立变化的维度,且这两个维度都需要进行扩展

前面例子中的加糖和大小杯就是两个维度,我们不希望通过分层继承的方式解决,所以使用桥接模式

角色介绍

  • Abstraction 抽象部分,该类保持一个对实现部分对象的引用,抽象部分中的方法需要调用实现部分的对象的相关方法来实现,该类一般为一个抽象类

  • RefinedAbstraction 优化的抽象部分,抽象部分的具体实现,该类一般是对抽象部分的方法进行完善和扩展

  • Implementor 实现部分,可以为接口或者抽象类,其方法不一定要与抽象部分中的一致,一般情况下是由实现部分提供基本的操作,而抽象部分定义的则是基于实现部分这些基本操作的业务方法。

  • ConcreteImplementorA/ConcreteImolementorB 实现部分的具体实现

  • Client 客户类,构建实现部分的对象,根据实现部分的对象构建抽象部分的对象,最后调用抽象部分的方法完成业务。

Android 源码中的桥接模式

在 View 的视图层中的应用

在 View 的视图层级中,CheckBox、CompoundButton、Button、TextView、View 之间过程了一个继承关系层,每一层都是对一种类型控件的描述,其定义了该类所拥有的的基本属性和行为。但是将他们真正绘制到屏幕上的部分是由与 View 相关的 DisplayList、Canvas 等硬件绘制部分负责,绘制这部分就是另一个维度,这两部分的关系可以看做是对桥接模式的应用。

解释一下:这里的抽象部分就是这些 View 的继承关系层,不同的行为是一个维度,但是绘制的过程则是由 Canvas 等来实现的,绘制则是另一个维度,相当于实现部分。两个部分是不耦合的。

Adapter 与 AdapterView 直接的关系

Adapter 与 AdapterView 也可以看做是桥接模式,AdapterView 的具体功能是一个维度,而获取每个 item 显示的内容可以看做是另一个维度,这时候 AdapterView 是抽象部分,Adapter 则是实现部分。抽象与实现不耦合。

桥接模式实战

自定义一个进度条,有水平的,竖直的,圆形的三种。那么绘制方式也就是有三种,我么此时可以将具体的绘制逻辑作为一个维度来提取出来,也就是定义一个抽象的进度条类,其中的抽象方法为绘制一个 View 所需的最少的成员属性,再定义这个抽象进度条的三个子类,这三个子类分别完成三种不同形状进度条的绘制。注意,这里的进度条绘制类并不是一个 View,只是实现了绘制的具体实现

在自定义的在 View 类中,持有对绘制类的对象引用,根据想要的进度条来实例绘制类的对象,在 view 的真正绘制方法中调用绘制类的对象的方法来实现。

此时,自定义的 View 类就是桥接模式的抽象部分,而绘制的部分就是实现部分。

其他实现

  1. 数据库 dao 类的设计有时会使用桥接模式,如果对数据库的一个访问有不同的方式,这时候就可以把访问方式作为一个维度来处理

  2. Android 应用层和 Native 层之间的交互也是桥接模式,在操纵硬件设备时就使用一个连接应用层与 Native 层的桥梁,这个桥梁通常是一个具体的类,比如提供操作相机的 Camera,播放音视频的 MediaPlayer、提供图形绘制接口的 OpenCV 等,这些 API 类为我们操作底层硬件提供了可能

总结

桥接模式可以应用到许多开发中,但是应用的并不多,一个很主要的原因是对于抽象与实现分离的把握,是不是需要分离,如何分离?对于设计者来说要有一个恰到好处的分寸。

优点

分离抽象与实现,灵活的扩展以及对客户来说透明的实现。

缺点

分离的分寸不容易把握

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