java桥接模式

 

1、核心意图：

将抽象部分和实现部分分离，使它们都可以独立的变化。

该模式的目标是通过把高层的抽象和底层的实现分开，分别构建自己的类层次结构，并通过实现部分的接口将两部分进行桥接，从而达到高层抽象和底层实现可以独立的方便扩展的目的。其核心是分离，和委托。

 

2、身边实例：

Java语言的一个非常重要的特点是平台的无关性，对于一般的高级语言所编写的程序，如果要在不同的平台上运行，为了适应不同平台所带来的指令集及数据类型等所带来的差异，至少需要编译成不同的目标代码。

Java语言通过Java虚拟机实现了平台的无关性，虚拟机通过对底层平台指令集及数据类型等进行统一的抽象，针对不同的平台用不同的虚拟机进行实现，这样Java应用程序就可以通过编译成符合虚拟机规范的字节码文件，而在不同的平台上都能正确运行。

这里的虚拟机正是桥接模式一个很好的展示，它隔离了底层实现（指令/数据类型等）和高层的应用程序，对于新开发的每个Java应用程序，都只需要编译一次；而对于一个新平台的支持，也仅需提供一个相应的Java虚拟机，就可以使所有应用系统正确运行。

Java应用程序及虚拟机的大体结构图如下：

 

3、动机简述：

在该模式的动机中，描述了一个平台可移植的用户界面工具箱，在该工具箱中会有多种窗口Window类型，为了实现平台的可移植性，把窗口的实现部分从窗口类型中抽取出来，构成一个独立的窗口实现WindowImp类层次，从而使得抽象窗口和窗口实现都可以独立变化，以便于支持新的窗口类型和平台实现。

 

4、模式效果：

桥接Bridge模式有两个主要效果：1）通过分离抽象部分和实现部分，使两者可以独立变化；2）向客户隐藏了实现部分，从而当需要扩展/更改实现部分时，不需要重新编译客户代码。

对于效果1），当抽象部分和实现部分比较多样时，可以显著的减少类的种类，并提高代码的灵活性。假定高层抽象和底层实现分别有5种类型，如果不采用桥接模式，而用继承实现，那么就需要5*5=25个类（另有一个抽象类）；如果采用桥接模式，将抽象部分和实现部分分离，就只需要5+5=10个类就可以（另有两个抽象类），两种实现的类如以下表格中所示：

 

继承方式实现：

 

	Implementor
Imp1	Imp2	Imp3	Imp4	Imp5
Abstraction	Abs1	Abs1Imp1	Abs1Imp2	Abs1Imp3	Abs1Imp4	Abs1Imp5
Abs2	Abs2Imp1	Abs2Imp2	Abs2Imp3	Abs2Imp4	Abs2Imp5
Abs3	Abs3Imp1	Abs3Imp2	Abs3Imp3	Abs3Imp4	Abs3Imp5
Abs4	Abs4Imp1	Abs4Imp2	Abs4Imp3	Abs4Imp4	Abs4Imp5
Abs5	Abs5Imp1	Abs5Imp2	Abs5Imp3	Abs5Imp4	Abs5Imp5

 

桥接模式实现：

 

	Implementor
Imp1	Imp2	Imp3	Imp4	Imp5
Abstraction	Abs1	通过桥接关联
Abs2
Abs3
Abs4
Abs5

 

5、Java代码示例：

下面代码演示了一个支持不同平台的图形对象应用，图形Shape有多种类型，如三角形正方形等，为了在不同平台中实现图形的绘制，把实现部分进行了分离，构成了ShapeImp类层次结构，包括在Windows中的ShapeImpWin，和Unix中的ShapeImpUnix，类结构图如下：

 

代码清单如下：

类Point，同上一篇文章《设计模式》之Java解读--适配器Adapter中所示，表示画面中的一个点坐标

 

package qinysong.pattern.bridge;

public class Point {

  private int coordinateX;
  private int coordinateY;

  public Point(int coordinateX, int coordinateY){
    this.coordinateX = coordinateX;
    this.coordinateY = coordinateY;
  }
  public String toString(){
    return "Point[x=" + coordinateX + ",y=" + coordinateY + "]";
  }
  public int getCoordinateX() {
    return coordinateX;
  }
  public int getCoordinateY() {
    return coordinateY;
  }
}

 

类ShapeImp，实现接口（对应Implementor），这里只是画一条直线

 

package qinysong.pattern.bridge.implement;

import qinysong.pattern.bridge.Point;

public interface ShapeImp {
  public void drawLine(Point startPoint, Point endPoint);
}

 

类ShapeImpWin，实现接口的Windows实现类（对应ConcreteImplementor）

 

package qinysong.pattern.bridge.implement;

import qinysong.pattern.bridge.Point;

public class ShapeImpWin implements ShapeImp {

  /**
   * 实现ShapeImp接口方法
   * @param startPoint Point
   * @param endPoint Point
   */
  public void drawLine(Point startPoint, Point endPoint) {
    System.out.println("ShapeImpWin.drawLine startPoint=" + startPoint + ",endPoint=" + endPoint);
  }
}

 

类ShapeImpUnix，实现接口的Unix实现类（对应ConcreteImplementor）

 

package qinysong.pattern.bridge.implement;

import qinysong.pattern.bridge.Point;

public class ShapeImpUnix implements ShapeImp {

  /**
   * 实现ShapeImp接口方法
   * @param startPoint Point
   * @param endPoint Point
   */
  public void drawLine(Point startPoint, Point endPoint) {
    System.out.println("ShapeImpUnix.drawLine startPoint=" + startPoint + ",endPoint=" + endPoint);
  }
}

 

类Shape，图形抽象类（对应Abstraction），具体类型包括三角形、正方形等

 

package qinysong.pattern.bridge.abstraction;

import qinysong.pattern.bridge.implement.ShapeImp;
import qinysong.pattern.bridge.ShapeImpFactory;

public abstract class Shape {

  protected ShapeImp shapeImp;
  protected void initShapeImp(){
    shapeImp = ShapeImpFactory.getShapeImp();
  }

  //定义图形抽象类的接口方法
  public abstract void drawShape();

}

 

类Triangle，三角形（对应RefinedAbstraction）

 

package qinysong.pattern.bridge.abstraction;

import qinysong.pattern.bridge.Point;

public class Triangle extends Shape{

  //实现抽象图形类Shape接口方法，绘制一个三角形
  public void drawShape() {
    System.out.println("Triangle.drawShape 绘制一个三角形...");
    initShapeImp();
    shapeImp.drawLine(new Point(0,0), new Point(10,0));
    shapeImp.drawLine(new Point(0,0), new Point(5,10));
    shapeImp.drawLine(new Point(5,10), new Point(10,0));
  }
}

 

类Square，正方形（对应RefinedAbstraction）

 

package qinysong.pattern.bridge.abstraction;

import qinysong.pattern.bridge.Point;

public class Square extends Shape{

  //实现抽象图形类Shape接口方法，绘制一个正方形
  public void drawShape() {
    System.out.println("Square.drawShape 绘制一个正方形...");
    initShapeImp();
    shapeImp.drawLine(new Point(0,0), new Point(10,0));
    shapeImp.drawLine(new Point(0,0), new Point(0,10));
    shapeImp.drawLine(new Point(0,10), new Point(10,10));
    shapeImp.drawLine(new Point(10,0), new Point(10,10));
  }
}

 

类Client，桥接模式的客户

 

package qinysong.pattern.bridge;

import qinysong.pattern.bridge.abstraction.Shape;
import qinysong.pattern.bridge.abstraction.Square;
import qinysong.pattern.bridge.abstraction.Triangle;

public class Client {

  public static void main(String[] args) {
    System.out.println("Client.main begin ..........");
    Shape shape = new Square();
    shape.drawShape();
    Shape shape2 = new Triangle();
    shape2.drawShape();

    System.out.println("Client.main end   ..........");
  }
}

 

类ShapeImpFactory，工厂类，供抽象部分调用，分离实现类的创建过程

 

package qinysong.pattern.bridge;

import qinysong.pattern.bridge.implement.ShapeImp;
import qinysong.pattern.bridge.implement.ShapeImpWin;

public class ShapeImpFactory {
  public static ShapeImp getShapeImp(){
    return new ShapeImpWin();
  }
}