設(shè)計模式(7) 橋接模式

頭號碼甲 2021-07-16

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橋接模式的概念與實現(xiàn)
為什么叫橋接模式
橋接模式的適用場景

繼承是面向?qū)ο蟮娜筇匦灾?，但很多時候使用繼承的結(jié)果卻不盡如人意。除了人盡皆知的緊耦合問題外，有的時候還會導致子類的快速膨脹。

設(shè)想這樣一個場景：最初設(shè)計的時候有一個類型Product，但后來隨著新需求的出現(xiàn)，X原因?qū)е铝怂淖兓?，X有兩種情況，則通過繼承需要創(chuàng)建兩個新的子類ProductX1,ProductX2，但后來有出現(xiàn)了Y因素也會導致Product的變化，如果Y有三種情況，則會出現(xiàn)ProductX1Y1,ProductX1Y2,ProductX1Y3...等，一共2*3=6個類。

使用這種繼承的方式，如果再出現(xiàn)新的變化因素，或者某個變化因素出現(xiàn)了新的情況，都會導致子類的快速膨脹，給維護帶來很大的挑戰(zhàn)。

造成這個問題的根本原因是類型在沿著多個維度變化。為了應(yīng)對變化，一般會通過抽象的方法，找到其中比較穩(wěn)定的部分，然后抽象其行為，令客戶程序依賴于抽象而不是具體實現(xiàn)。同樣的道理，當一個類型同時受到多個因素變化的影響時，也通過把每個因素抽象，讓類型依賴于一系列抽象因素的辦法盡量處理這個問題，這便是橋接模式解決問題的思路。

橋接模式的概念與實現(xiàn)

GOF對橋接模式的描述為：
Decouple an abstraction from its implementationso that the two can vary independently.
— Design Patterns : Elements of Reusable Object-Oriented Software
橋接模式將抽象部分與它的實現(xiàn)部分分離，使它們都可以獨立地變化。

橋接模式的UML類圖為
橋接模式 UML類圖

示例代碼：

public interface IImpl
{
    void OperationImpl();
}

public interface IAbstraction
{
    IImpl Implementor { get; set; }
    void Operation();
}
public class ConcreteImplementatorA : IImpl
{
    public void OperationImpl()
    {
        ...
    }
}

public class ConcreteImplementatorB : IImpl
{
    public void OperationImpl()
    {
        ...
    }
}

public class RefinedAbstration : IAbstraction
{
    public IImpl Implementor { get; set; }

    public void Operation()
    {
        Implementor.OperationImpl();
    }
}

這樣子看起來還是比較抽象，再舉個具體的例子汽車-道路，目前汽車有小汽車、巴士兩類，路有水泥路、石子路兩類，這樣“車在路上行駛”就會有四種情況，這個場景用橋接模式來描述的話可以是：
汽車類的抽象與實現(xiàn)：

public interface IVehicle
{
    string Drive();
}

public class Car : IVehicle
{
    public string Drive()
    {
        return "Car";
    }
}

public class Bus : IVehicle
{
    public string Drive()
    {
        return "Bus";
    }
}

通過橋接模式關(guān)聯(lián)道路與汽車：

public abstract class Road
{
    protected IVehicle vehicle;
    public Road(IVehicle vehicle)
    {
        this.vehicle = vehicle;
    }

    public abstract string DriveOnRoad();
}

public class UnpavedRoad : Road
{
    public UnpavedRoad(IVehicle vehicle) : base(vehicle) { }
    public override string DriveOnRoad()
    {
        return vehicle.Drive() + " is on Unpaved Road";
    }
}

public class CementRoad : Road
{
    public CementRoad(IVehicle vehicle) : base(vehicle) { }
    public override string DriveOnRoad()
    {
        return vehicle.Drive() + " is on Cement Road";
    }
}

調(diào)用：

IVehicle vehicle = new Car();
Road road = new CementRoad(vehicle);
Console.WriteLine(road.DriveOnRoad());
// Car is on Cement Road
Speed speed = new FastSpeed(road);
Console.WriteLine(speed.DriveWithSpeed());
// Car is on Cement Road,

在這里Road依賴的是IVehivle抽象，具體的汽車實現(xiàn)在調(diào)用的時候決定。
對比直接繼承出四種類型的方式，這樣做的好處貌似并不明顯，還是需要四個類，而且更復雜，但如果汽車或者道路類型繼續(xù)增加，或者引入了別的變化因素，情況就不一樣了。