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结构型模式--2.桥接模式【大海贼时代】

young_d807 04-10 09:30 阅读 2
桥接模式java设计模式

1.1 凭什么你的游戏我不能玩

2007年苹果手机尚未出世，机操作系统多种多样（黑莓、塞班、Tizen等），互相封闭。而如今，存世的手机操作系统只剩下苹果OS和安卓，鸿蒙正在稳步进场。

1.2 紧耦合的程序演化

手机硬件软件和PC硬件软件，现在有一个N品牌的手机，它有一个小游戏，M品牌的手机，它有一个小游戏.

代码结构图

package code.chapter22.bridge1;

public class Test {

    public static void main(String[] args) {

        System.out.println("**********************************************");       
        System.out.println("《大话设计模式》代码样例");
        System.out.println();       

        HandsetBrandNGame game=new HandsetBrandNGame();
        game.run();

        HandsetGame game2 = new HandsetBrandMGame();
        game2.run();

        System.out.println();
        System.out.println("**********************************************");
    }
}

// //手机品牌N的游戏
// class HandsetBrandNGame {
//     public void run(){
//         System.out.println("运行N品牌手机游戏");
//     }
// }

//手机游戏类
class HandsetGame{
    public void run(){
    }
}

//手机品牌M的游戏
class HandsetBrandMGame extends HandsetGame{
    public void run(){
        System.out.println("运行M品牌手机游戏");
    }
}
//手机品牌N的游戏
class HandsetBrandNGame extends HandsetGame{
    public void run(){
        System.out.println("运行N品牌手机游戏");
    }
}

如果我现在需要每个品牌都增加一个音乐播放功能，那就在每个品牌的下面增加一个子类。现在又来了一家新的手机品牌S,它也有游戏、通讯录、音乐播放器，那就增加手机品牌S类和三个下属功能子类，如果我需要增加“”输入法”功能、拍照功能，再增加L品牌X品牌呢？

上面好像也解决不了问题。

        "是呀，就像我刚开始学会用面向对象的继承时，感觉它既新颖又功能强大，所以只要可以用，就都用上继承。这就好比是'有了新锤子，所有的东西看上去都成了钉子。［DPE］'但事实上，很多情况用继承会带来麻烦。比如，对象的继承关系是在编译时就定义好了，所以无法在运行时改变从父类继承的实现。子类的实现与它的父类有非常紧密的依赖关系，以至于父类实现中的任何变化必然会导致子类发生变化。当你需要复用子类时，如果继承下来的实现不适合解决新的问题，则父类必须重写或被其他更适合的类替换。这种依赖关系限制了灵活性并最终限制了复用性［DP］。"
        "是呀，我这样的继承结构，如果不断地增加新品牌或新功能，类会越来越多的。"
        "在面向对象设计中，我们还有一个很重要的设计原则，那就是合成／聚合复用原则。即优先使用对象合成／聚合，而不是类继承［DP］。

1.3 合成/聚合复用原则

        合成／聚合复用原则（CARP），尽量使用合成／聚合，尽量不要使用类继承。［J&DP］
        合成（Composition，也有翻译成组合）和聚合（Aggregation）都是关联的特殊种类。
        聚合表示一种弱的'拥有'关系，体现的是A对象可以包含B对象，但B对象不是A对象的一部分；合成则是一种强的'拥有'关系，体现了严格的部分和整体的关系，部分和整体的生命周期一样［DPE］。比方说，大雁有两个翅膀，翅膀与大雁是部分和整体的关系，并且它们的生命周期是相同的，于是大雁和翅膀就是合成关系。而大雁是群居动物，所以每只大雁都是属于一个雁群，一个雁群可以有多只大雁，所以大雁和雁群是聚合关系。"


        "合成／聚合复用原则的好处是，优先使用对象的合成／聚合将有助于你保持每个类被封装，并被集中在单个任务上。这样类和类继承层次会保持较小规模，并且不太可能增长为不可控制的庞然大物［DP］。就刚才的例子，你需要学会用对象的职责，而不是结构来考虑问题。其实答案就在之前我们聊到的手机与电脑的差别上。"
        "哦，我想想看，手机是不同的品牌公司，各自做自己的软件，就像我现在的设计一样，而PC却是硬件厂商做硬件，软件厂商做软件，组合起来才是可以用的机器。你是这个意思吗？"
        "很好，我很喜欢你提到的'组合'这个词，实际上，像'游戏''通讯录''MP3音乐播放'这些功能都是软件，如果我们可以让其分离与手机的耦合，那么就可以大大减少面对新需求时改动过大的不合理情况。"
        "好的好的，我想想怎么弄，你的意思其实就是应该有个'手机品牌'抽象类和'手机软件'抽象类，让不同的品牌和功能都分别继承于它们，这样要增加新的品牌或新的功能都不用影响其他类了。"
结构图


        "还剩个问题，手机品牌和手机软件之间的关系呢？
        "我觉得应该是手机品牌包含手机软件，但软件并不是品牌的一部分，所以它们之间是聚合关系。"
结构图

1.4 松耦合的程序

package code.chapter22.bridge2;

public class Test {

    public static void main(String[] args) {

        System.out.println("**********************************************");       
        System.out.println("《大话设计模式》代码样例");
        System.out.println();       

        HandsetBrand ab;
        ab = new HandsetBrandMAddressList();
        ab.run();

        ab = new HandsetBrandMGame();
        ab.run();

        ab = new HandsetBrandNAddressList();
        ab.run();

        ab = new HandsetBrandNGame();
        ab.run();

        System.out.println();
        System.out.println("**********************************************");
    }
}

//手机品牌
class HandsetBrand{
    public void run(){
    }
}

//手机品牌M
class HandsetBrandM extends HandsetBrand{

}
//手机品牌N
class HandsetBrandN extends HandsetBrand{

}

//手机品牌M的游戏
class HandsetBrandMGame extends HandsetBrandM{
    public void run(){
        System.out.println("运行M品牌手机游戏");
    }
}
//手机品牌N的游戏
class HandsetBrandNGame extends HandsetBrandN{
    public void run(){
        System.out.println("运行N品牌手机游戏");
    }
}

//手机品牌M的通讯录
class HandsetBrandMAddressList extends HandsetBrandM{
    public void run(){
        System.out.println("运行M品牌手机通讯录");
    }
}
//手机品牌N的通讯录
class HandsetBrandNAddressList extends HandsetBrandN{
    public void run(){
        System.out.println("运行N品牌手机通讯录");
    }
}

        "是呀，现在如果要增加一个功能，比如手机音乐播放功能，那么只要增加这个类就行了。不会影响其他任何类。类的个数增加也只是一个。"
        "如果是要增加S品牌，只需要增加一个品牌子类就可以了。个数也是一个，不会影响其他类的改动。"

package code.chapter22.bridge3;

public class Test {

    public static void main(String[] args) {

        System.out.println("**********************************************");       
        System.out.println("《大话设计模式》代码样例");
        System.out.println();       

        HandsetBrand ab;
        ab = new HandsetBrandM();

        ab.setHandsetSoft(new HandsetGame());
        ab.run();

        ab.setHandsetSoft(new HandsetAddressList());
        ab.run();

        HandsetBrand ab2;
        ab2 = new HandsetBrandN();

        ab2.setHandsetSoft(new HandsetGame());
        ab2.run();

        ab2.setHandsetSoft(new HandsetAddressList());
        ab2.run();

        //向扩展开放，增加的功能
        HandsetBrand ab3;
        ab3 = new HandsetBrandS();
        
        ab3.setHandsetSoft(new HandsetMusicPlay());
        ab3.run();


        System.out.println();
        System.out.println("**********************************************");
    }
}

//手机软件
abstract class HandsetSoft{
    //运行
    public abstract void run();
}

//手机游戏
class HandsetGame extends HandsetSoft{
    public void run(){
        System.out.println("手机游戏");
    }
}

//手机通讯录
class HandsetAddressList extends HandsetSoft{
    public void run(){
        System.out.println("通讯录");
    }
}

//手机品牌
abstract class HandsetBrand{
    protected HandsetSoft soft;

    //设置手机软件
    public void setHandsetSoft(HandsetSoft soft){
        this.soft=soft;
    }

    //运行
    public abstract void run();
}

//手机品牌M
class HandsetBrandM extends HandsetBrand{
    public void run(){
        System.out.print("品牌M");
        soft.run();
    }
}
//手机品牌N
class HandsetBrandN extends HandsetBrand{
    public void run(){
        System.out.print("品牌N");
        soft.run();
    }
}

//手机音乐播放
class HandsetMusicPlay extends HandsetSoft{
    public void run(){
        System.out.print("音乐播放");
    }
}

//手机品牌S
class HandsetBrandS extends HandsetBrand{
    public void run(){
        System.out.print("品牌S");
        soft.run();
    }
}


        "这显然也符合了我们之前的一个什么设计原则？"
        "开放-封闭原则。这样的设计显然不会修改原来的代码，而只是扩展类就行了。但今天我感受最深的是合成／聚合复用原则，也就是优先使用对象的合成或聚合，而不是类继承。聚合的魅力无限呀。相比，继承的确很容易造成不必要的麻烦。"
        "盲目使用继承当然就会造成麻烦，而其本质原因主要是什么？"
        "我想应该是，继承是一种强耦合的结构。父类变，子类就必须要变。"
        "OK，所以我们在用继承时，一定要在是'is-a'的关系时再考虑使用，而不是任何时候都去使用。"

        "哈，当然，你看看刚才画的那幅图，两个抽象类之间有什么？像什么？"
        "有一个聚合线，哈，像一座桥。"
        "好，说得好，这个设计模式就叫作'桥接模式'。"

1.5 桥接模式

        桥接模式（Bridge），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。［DP］
        "这里需要理解一下，什么叫抽象与它的实现分离，这并不是说，让抽象类与其派生类分离，因为这没有任何意义。实现指的是抽象类和它的派生类用来实现自己的对象［DPE］。就刚才的例子而言，就是让'手机'既可以按照品牌来分类，也可以按照功能来分类。"
按品牌分类实现结构图


按软件分类实现结构图


        "由于实现方式有多种，桥接模式的核心意图是把这些实现独立出来，让它们各自变化。这就使得每种实现的变化不会影响其他实现，从而达到应对变化的目的。"

1.6 桥接模式基本代码

桥接模式（Bridge）结构图

package code.chapter22.bridge0;

public class Test {

    public static void main(String[] args) {

        System.out.println("**********************************************");       
        System.out.println("《大话设计模式》代码样例");
        System.out.println();       

        Abstraction ab;
        ab = new RefinedAbstraction();

        ab.setImplementor(new ConcreteImplementorA());
        ab.operation();

        ab.setImplementor(new ConcreteImplementorB());
        ab.operation();

        System.out.println();
        System.out.println("**********************************************");
    }
}

abstract class Implementor{
    public abstract void operation();
}


class ConcreteImplementorA extends Implementor{
    public void operation(){
        System.out.println("具体实现A的方法执行");
    }
}

class ConcreteImplementorB extends Implementor{
    public void operation(){
        System.out.println("具体实现B的方法执行");
    }
}


abstract class Abstraction{
    protected Implementor implementor;

    public void setImplementor(Implementor implementor){
        this.implementor = implementor;
    }

    public abstract void operation();
}

class RefinedAbstraction extends Abstraction{
    public void operation(){
        System.out.print("具体的Abstraction");
        implementor.operation();
    }
}

Implementor类：
ConcreteImplementorA和ConcreteImplementorB等派生类：Abstraction类：
RefinedAbstraction类：

        "我觉得桥接模式所说的'将抽象部分与它的实现部分分离'，还是不好理解，我的理解就是实现系统可能有多角度分类，每一种分类都有可能变化，那么就把这种多角度分离出来让它们独立变化，减少它们之间的耦合。"也就是说，在发现我们需要多角度去分类实现对象，而只用继承会造成大量的类增加，不能满足开放-封闭原则时，就应该要考虑用桥接模式了。

1.7 我要开发“好”游戏

        我要是有钱，就一定去买那种有操作系统，把软件与手机分离的智能手机，说不定我还可以自己开发手机游戏呢。

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