【设计模式 - 结构型模式】2. 桥接模式
一、定义
考虑这样一个需求：绘制矩形、圆形、三角形这三种图案。按照面向对象的理念，我们至少需要个具体类，对应三种不同的图形。
// 抽象形状类IShape
class IShape {
public:
void draw();
};
// 三个具体形状类：矩形、圆形、三角形
class Rectangle: public IShape {
public:
void draw() {
cout << "绘制矩形" << endl;
}
};
class Round: public IShape {
public:
void draw() {
cout << "绘制圆形" << endl;
}
};
class Triangle: public IShape {
public:
void draw() {
cout << "绘制三角形" << endl;
}
};
接下来我们有了新的需求，每种形状都需要有四种不同的颜色：红、蓝、黄、绿。
这时我们很容易想到两种设计方案：
- 为了复用形状类，将每种形状定义为父类，每种不同颜色的图形继承自其形状父类。此时一共有 12 个类。
- 为了复用颜色类，将每种颜色定义为父类，每种不同颜色的图形继承自其颜色父类。此时一共有 12 个类。
乍一看没什么问题，我们使用了面向对象的继承特性，复用了父类的代码并扩展了新的功能。
但仔细想想，如果以后要増加一种颜色，比如黑色，那么我们就需要增加三个类；如果再要增加一种形状，我们又需要增加五个类，对应 5 种颜色。更不用说遇到增加 20 个形状，20 种颜色的需求，不同的排列组合将会使工作量变得无比的庞大。看来我们不得不重新思考设计方案。
形状和颜色，都是图形的两个属性。他们两者的关系是平等的，所以不属于继承关系。更好的的实现方式是：将形状和颜色分离，根据需要对形状和颜色进行组合，这就是桥接模式的思想。
桥接模式：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。它是一种对象结构型模式，又称为柄体模式或接口模式。
官方定义非常精准、简练，但却有点不易理解。通俗地说，如果一个对象有两种或者多种分类方式，并且两种分类方式都容易变化，比如本例中的形状和颜色。这时使用继承很容易造成子类越来越多，所以更好的做法是把这种分类方式分离出来，让他们独立变化，使用时将不同的分类进行组合即可。
二、结构
桥接（Bridge）模式包含以下主要角色。
- 抽象化（Abstraction）角色：定义抽象类，并包含一个对实现化对象的引用。
- 扩展抽象化（Refined Abstraction）角色：是抽象化角色的子类，实现父类中的业务方法，并通过组合关系调用实现化角色中的业务方法。
- 实现化（Implementor）角色：定义实现化角色的接口，供扩展抽象化角色调用。
- 具体实现化（Concrete Implementor）角色：给出实现化角色接口的具体实现。
其结构图如下图所示：
二、程序实现
实现程序如下：
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
// 实现化角色: 颜色类IColor
class IColor {
public:
virtual string getColor() = 0;
};
// 具体实现化角色A
class Red: public IColor {
public:
string getColor() {
return "红";
}
};
// 具体实现化角色B
class Blue: public IColor {
public:
string getColor() {
return "蓝";
}
};
// 具体实现化角色C
class Yellow: public IColor {
public:
string getColor() {
return "黄";
}
};
// 具体实现化角色D
class Green: public IColor {
public:
string getColor() {
return "绿";
}
};
// 抽象化角色: 形状类IShape
class IShape {
public:
virtual void setColor(IColor *color) = 0;
virtual void draw() = 0;
};
// 扩展抽象化角色A
class Rectangle: public IShape {
public:
void setColor(IColor *color) {
this->m_color = color;
}
void draw() {
cout << "绘制" << m_color->getColor() << "矩形" << endl;
}
private:
IColor *m_color;
};
// 扩展抽象化角色B
class Round: public IShape {
public:
void setColor(IColor *color) {
this->m_color = color;
}
void draw() {
cout << "绘制" << m_color->getColor() << "圆形" << endl;
}
private:
IColor *m_color;
};
// 扩展抽象化角色C
class Triangle: public IShape {
public:
void setColor(IColor *color) {
this->m_color = color;
}
void draw() {
cout << "绘制" << m_color->getColor() << "三角形" << endl;
}
private:
IColor *m_color;
};
int main()
{
Rectangle *rectangle = new Rectangle();
rectangle->setColor(new Red());
rectangle->draw();
Round *round = new Round();
round->setColor(new Blue());
round->draw();
Triangle *triangle = new Triangle();
triangle->setColor(new Yellow());
triangle->draw();
return 0;
}
输出如下：
绘制红矩形
绘制蓝圆形
绘制黄三角形
这时我们再来回顾一下官方定义：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。抽象部分指的是父类，对应本例中的形状类，实现部分指的是不同子类的区别之处。将子类的区别方式——也就是本例中的颜色——分离成接口，通过组合的方式桥接颜色和形状，这就是桥接模式，它主要用于两个或多个同等级的接口。
参考：
