23种设计模式之桥接模式

紫风

发布于 2025-10-14 15:23:11

100

代码可运行

运行总次数：0

代码可运行

以下是 桥接模式 (Bridge Pattern) 的详细介绍，包含定义、优缺点、应用场景及代码实现：

一、桥接模式概述

英文名称：Bridge
核心目标：将抽象部分与实现部分分离，使它们可以独立变化，避免因继承导致的类爆炸问题。
设计思想：通过组合代替继承，将多维度的变化拆解为多个正交的维度（如形状和颜色），提升扩展性。

二、优缺点

优点：

解耦抽象与实现：抽象层和实现层可独立扩展，互不影响。
灵活性强：运行时动态切换实现（如切换图形渲染引擎）。
减少子类数量：避免多层继承导致的类爆炸（如 M 种形状 × N 种颜色 = M+N 类而非 M×N 类）。

缺点：

设计复杂度增加：需正确识别系统中独立变化的维度。
理解成本高：对开发者抽象思维要求较高，初期设计需谨慎。

三、应用场景

图形渲染引擎：形状（圆形、方形）与渲染方式（矢量、光栅）独立扩展。
跨平台 UI 框架：窗口抽象与操作系统具体实现分离。
数据库驱动：统一 JDBC 接口与不同数据库（MySQL、Oracle）实现。
消息通知系统：消息类型（短信、邮件）与发送渠道（紧急、普通）解耦。

四、代码实现与注释

以下通过 图形绘制系统 的案例演示桥接模式，分离形状和颜色两个维度：

1. 实现部分接口（颜色）

/**
 * 实现部分接口：定义颜色填充行为
 */
public interface Color {
    String applyColor();
}

// 具体颜色实现
public class Red implements Color {
    @Override
    public String applyColor() {
        return "红色";
    }
}

public class Blue implements Color {
    @Override
    public String applyColor() {
        return "蓝色";
    }
}

2. 抽象部分基类（形状）

/**
 * 抽象部分基类：定义形状，持有颜色接口的引用（桥接关键）
 */
public abstract class Shape {
    protected Color color;  // 桥接颜色实现

    public Shape(Color color) {
        this.color = color;
    }

    // 抽象方法：绘制形状（由子类实现）
    public abstract String draw();
}

3. 扩展抽象部分（具体形状）

/**
 * 具体形状：圆形
 */
public class Circle extends Shape {
    public Circle(Color color) {
        super(color);
    }

    @Override
    public String draw() {
        return "绘制圆形，填充颜色：" + color.applyColor();
    }
}

/**
 * 具体形状：正方形
 */
public class Square extends Shape {
    public Square(Color color) {
        super(color);
    }

    @Override
    public String draw() {
        return "绘制正方形，填充颜色：" + color.applyColor();
    }
}

4. 客户端调用

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // 红色圆形
        Color red = new Red();
        Shape redCircle = new Circle(red);
        System.out.println(redCircle.draw());

        // 蓝色正方形
        Color blue = new Blue();
        Shape blueSquare = new Square(blue);
        System.out.println(blueSquare.draw());
    }
}

5. 输出结果

绘制圆形，填充颜色：红色
绘制正方形，填充颜色：蓝色

五、模式结构图

+----------------+          +----------------+
|   Abstraction  | <------+ |   Implementor  |
+----------------+          +----------------+
| +impl:Implementor        | +operationImpl()|
| +operation()   |          +----------------+
+----------------+                 ^
       ^                           |
       |                           |
+----------------+          +----------------+
| RefinedAbstraction       | ConcreteImplementor |
+----------------+          +----------------+
| +operation()   |          | +operationImpl()   |
+----------------+          +----------------+