第8讲:Bridge 桥接模式

2006.1.12 李建忠

抽象与实现

抽象不应该依赖于实现细节,实现细节应该依赖于抽象。

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问题在于如果抽象B由于固有的原因,本身并不稳定,也有可能变化,怎么办?

 

举例来说

假如我们需要开发一个同时支持PC和手机的坦克游戏,游戏在PC和手机上功能都一样,都有同样的类型,面临同样的功能需求变化,比如坦克可能有很多种不同的型号:T50,T75,T90……

对于其中的坦克设计,我们可能很容易设计出来一个Tank的抽象基类,然后各种不同型号的Tank继承自该类;

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另外的变化原因

但是PC和手机上的图形绘制、声效、操作等实现完全不同……因此对于各种型号的坦克,都要提供各种不同平台上的坦克实现:

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这样的设计会带来很多问题:有很多重复代码,类的结构过于复杂,难以维护,最致命的是引入任何新平台,比如在TV上的Tank游戏,都会让整个类层级结构复杂化。

 

动机(Motivation)

思考上述问题的症结:事实上由于Tank类型的固有逻辑,使得Tank类型具有了两个变化的维度——一个变化的维度为“平台的变化”,一个变化的维度为“型号的变化”。

如何应对这种“多维度的变化”?如何利用面向对象技术来使得Tank类型可以轻松地沿着“平台”和“型号”两个方向变化,而不引入额外的复杂度?

 

意图(Intent)

将抽象部分与实现部分分离,使它们都可以独立地变化。

——《设计模式》GoF

桥模式不能只是认为是抽象和实现的分离,它其实并不仅限于此。如下面的例子,两个都是抽象的部分。更确切的理解,应该是将一个事物中多个维度的变化分离。

 

例说Bridge应用

版本一 

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先写各种不同的坦克型号类T50、T75等继承自Tank,然后再让各种平台的坦克继承自对应型号的类,如PCT50,PCT75继承自T50等。这样设计可能会有很多重复的代码,例PCT50和PCT75。

 

版本二

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因为平台和坦克型号都是变化,所以我们把平台的变化作为属性放到基抽象类中。

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平台实现类

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下面是整个代码的骨架

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Tank的型号,和Tank的平台都继承自各自的抽象类,因此它们的变化都不会影响到对方。而它们之间的关联,我们使用组合的方式,把平台类放到Tank类中作为属性。这再次体现了组合优先于继承的思想。多继承的方法就是版本一的代码,这种方式子类和父类的关系太紧,造成紧耦合。

这就是桥模式,把变化引出了基类Tank,使得Tank仅守与型号的变化。

 

应用程序

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在环境交互中使用的都是抽象类,并且把平台实现隐藏,在应用程序中new平台的方式也可以根据情况用Singleton模式或者Abstract Factory模式等实现。

 

结构(Structure)

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其中imp的地方就是一个组合。Abstraction就是我们之前例子中的Tank,它的子类RefinedAbstraction就是T50等型号。Implementor是TankPlatformImplementation类,ConcreteImplementorA和ConcreteImplementorB分别是PCTankImplementation和MobileTankImplementation。

整个设计模式的关键就是组合的使用。

 

Bridge模式的几个要点

Bridge模式使用“对象间的组合关系”解耦了抽象和实现之间固有的绑定关系,使得抽象(Tank的型号)和实现(不同的平台)可以沿着格子的维度来变化。

所谓抽象和实现沿着各自维度的变化,即“子类化”它们(比如不同的Tank型号子类,和不同的平台子类),得到各个子类之后,便可以任意组合它们,从而获得不同平台上的不同型号。

Bridge模式有时候类似于多继承方案,但是多继承方案往往违背单一职责原则(即一个类只有一个变化的原因),复用性比较差。Bridge模式是比多继承方案更好的解决方法。

下面是针对上面的例子,多继承接口的一种写法: 

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这样PCT50既需要写T50的实现,又要写Platform的实现,它把型号和平台的变化都引入了PCT50。这样就把两个本不该扭在一起的事务扭在了一起,这样的设计更加糟糕,而且也违背了类的单一职责原则。

Bridge模式的应用一般在“两个非常强的变化维度”,有时候即使有两个变化的维度,但是某个方向的变化维度并不剧烈——换言之两个变化不会导致纵横交错的结果,并不一定要使用Bridge模式。

 

桥模式并不同于适配器模式,适配器模式其实是一个事后诸葛亮,当发现以前的东西不适用了才去做一个弥补的措施。桥模式相对来说所做的改变比适配器模式早,它可以适用于有两个甚至两个以上维度的变化。

2010.10.1

posted @ 2010-10-01 22:30  山天大畜  阅读(...)  评论(...编辑  收藏