(五)設(shè)計(jì)模式之橋接模式

1. 意圖

將抽象部分與它的實(shí)現(xiàn)部分分離,使它們都可以獨(dú)立地變化。

【GOF95】在提出橋梁模式的時(shí)候指出,橋梁模式的用意是"將抽象化(Abstraction)與實(shí)現(xiàn)化(Implementation)脫耦,使得二者可以獨(dú)立地變化"。這句話有三個(gè)關(guān)鍵詞,也就是抽象化、實(shí)現(xiàn)化和脫耦。

  • 抽象化

存在于多個(gè)實(shí)體中的共同的概念性聯(lián)系,就是抽象化。作為一個(gè)過程,抽象化就是忽略一些信息,從而把不同的實(shí)體當(dāng)做同樣的實(shí)體對待【LISKOV94】。

  • 實(shí)現(xiàn)化

抽象化給出的具體實(shí)現(xiàn),就是實(shí)現(xiàn)化。

  • 脫耦

所謂耦合,就是兩個(gè)實(shí)體的行為的某種強(qiáng)關(guān)聯(lián)。而將它們的強(qiáng)關(guān)聯(lián)去掉,就是耦合的解脫,或稱脫耦。在這里,脫耦是指將抽象化和實(shí)現(xiàn)化之間的耦合解脫開,或者說是將它們之間的強(qiáng)關(guān)聯(lián)改換成弱關(guān)聯(lián)。

將兩個(gè)角色之間的繼承關(guān)系改為聚合關(guān)系,就是將它們之間的強(qiáng)關(guān)聯(lián)改換成為弱關(guān)聯(lián)。因此,橋梁模式中的所謂脫耦,就是指在一個(gè)軟件系統(tǒng)的抽象化和實(shí)現(xiàn)化之間使用組合/聚合關(guān)系而不是繼承關(guān)系,從而使兩者可以相對獨(dú)立地變化。這就是橋梁模式的用意。

2. 結(jié)構(gòu)

橋梁模式所涉及的角色有:
抽象化(Abstraction)角色:抽象化給出的定義,并保存一個(gè)對實(shí)現(xiàn)化對象的引用。
修正抽象化(Refined Abstraction)角色:擴(kuò)展抽象化角色,改變和修正父類對抽象化的定義。
實(shí)現(xiàn)化(Implementor)角色:這個(gè)角色給出實(shí)現(xiàn)化角色的接口,但不給出具體的實(shí)現(xiàn)。必須指出的是,這個(gè)接 口不一定和抽象化角色的接口定義相同,實(shí)際上,這兩個(gè)接口可以非常不一樣。實(shí)現(xiàn)化角色應(yīng)當(dāng)只給出底層操作,而抽象化角色應(yīng)當(dāng)只給出基于底層操作的更高一層 的操作。
具體實(shí)現(xiàn)化(Concrete Implementor)角色:這個(gè)角色給出實(shí)現(xiàn)化角色接口的具體實(shí)現(xiàn)。

3. 例子

模擬游戲引擎的實(shí)現(xiàn),假裝使用OpenGL和DirectX兩種引擎來繪制圖形


  1. 下圖為不使用設(shè)計(jì)模式時(shí)的代碼,當(dāng)繪制的圖形需要擴(kuò)展時(shí)或者需要擴(kuò)展使用其它的引擎時(shí),就會出現(xiàn)問題,需要修改每個(gè)類的實(shí)現(xiàn),非常繁瑣,容易出錯(cuò)。
using UnityEngine;

public class DM2Bridge : MonoBehaviour {

    void Start()
    {
        Sphere sphere=new Sphere();
        sphere.Draw();
        Cube cube = new Cube();
        cube.Draw();
    }
}

public class Sphere
{
    
    public string name = "Sphere";
    public OpenGL openGL = new OpenGL();
    public DirectX directX = new DirectX();

    public void Draw()
    {
        //openGL.Render(name);
        directX.Render(name);
    }
}

public class Cube
{
    
    public string name = "Cube";
    public OpenGL openGL = new OpenGL();
    public DirectX directX = new DirectX();

    public void Draw()
    {
        //openGL.Render(name);
        directX.Render(name);
    }
}
public class OpenGL
{
    public void Render(string name)
    {
        Debug.Log("OpenGL繪制出來了:" + name);
    }
}
public class DirectX
{
    public void Render(string name)
    {
        Debug.Log("DirectX繪制出來了:" + name);
    }
}
  1. 使用橋接模式,經(jīng)過重構(gòu)之后提取出公有類,使用接口類來調(diào)用,當(dāng)有新的需求時(shí),只需更改調(diào)用即可
using UnityEngine;

public class DM2Bridge : MonoBehaviour {

    void Start()
    {
        IRenderEngine renderEngine=new OpenGL();

        Sphere sphere=new Sphere(renderEngine);
        sphere.Draw();
        Cube cube = new Cube(renderEngine);
        cube.Draw();
    }
}

public class IShape
{
    public string name;
    public IRenderEngine renderEngine;

    public IShape(IRenderEngine renderEngine)
    {
        this.renderEngine = renderEngine;
    }
    public void Draw()
    {
        renderEngine.Render(name);
    }
}

public abstract class IRenderEngine
{
    public abstract void Render(string name);
}
public class Sphere:IShape
{
    public Sphere(IRenderEngine re):base(re)
    {
        name = "Sphere";
    }
    public string name = "Sphere";
    public OpenGL openGL = new OpenGL();
    public DirectX directX = new DirectX();

    public void Draw()
    {
        openGL.Render(name);
        directX.Render(name);
    }
}

public class Cube:IShape
{
    public Cube(IRenderEngine re):base(re)
    {
        name = "Cube";
    }
    public string name = "Cube";
    public OpenGL openGL = new OpenGL();
    public DirectX directX = new DirectX();

    public void Draw()
    {
        openGL.Render(name);
        directX.Render(name);
    }
}
public class OpenGL:IRenderEngine
{
    public override void Render(string name)
    {
        Debug.Log("OpenGL繪制出來了:" + name);
    }
}
public class DirectX:IRenderEngine
{
    public override void Render(string name)
    {
        Debug.Log("DirectX繪制出來了:" + name);
    }
}

4. 橋接模式和適配器模式的區(qū)別

很多時(shí)候經(jīng)常容易把橋接模式和適配器模式弄混。那什么時(shí)候用橋接,什么時(shí)候用適配器呢 ?

共同點(diǎn):
橋接和適配器都是讓兩個(gè)東西配合工作

不同點(diǎn):出發(fā)點(diǎn)不同。
  適配器:改變已有的兩個(gè)接口,讓他們相容。
  橋接模式:分離抽象化和實(shí)現(xiàn),使兩者的接口可以不同,目的是分離。

所以說,如果你拿到兩個(gè)已有模塊,想讓他們同時(shí)工作,那么你使用的適配器。 如果你還什么都沒有,但是想分開實(shí)現(xiàn),那么橋接是一個(gè)選擇。

橋接是先有橋,才有兩端的東西 適配是先有兩邊的東西,才有適配器 。
橋接是在橋好了之后,兩邊的東西還可以變化。

橋模式并不同于適配器模式,適配器模式其實(shí)是一個(gè)事后諸葛亮,當(dāng)發(fā)現(xiàn)以前的東西不適用了才去做一個(gè)彌補(bǔ)的措施。橋模式相對來說所做的改變比適配器模式早,它可以適用于有兩個(gè)甚至兩個(gè)以上維度的變化。

橋接模式將繼承關(guān)系轉(zhuǎn)換為關(guān)聯(lián)關(guān)系,從而降低了類與類之間的耦合,減少了代碼編寫量。

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