Java结构型模式之桥接模式详解

概述

桥接模式是一种用于软件设计的结构型模式，最早由著名的设计模式书籍《设计模式：可复用面向对象软件的基础》中的Gamma等人提出。

桥接模式的主要目的是将抽象部分和实现部分分离，分别放在不同的类层次结构中，从而实现它们之间的独立变换。通过分离抽象部分和实现部分，可以使它们可以相对独立地变化，从而可以大大降低它们之间的耦合度，提高系统的可扩展性、可维护性。

结构

桥接模式的主要结构包括如下几个角色：

Abstraction（抽象部分）

抽象部分为桥接模式中的抽象类。它定义了一些抽象方法和属性，定义了一个指向 Implementor 类型对象的指针，但并不实现具体的方法，而是委派给 Implementor 类来实现。

RefinedAbstraction（扩充抽象）

扩充抽象是对抽象部分的具体实现。它实现了在抽象部分中定义的抽象方法，同时可以通过组合其他的类扩展自己的功能。

Implementor（实现部分）

实现部分是桥接模式中的实现类。它定义了一些基本的操作，但并不提供具体的实现。这些操作要交由 ConcreteImplementor 类来实现。

ConcreteImplementor（具体实现）

具体实现是实现部分的具体类。它对实现部分的操作进行了具体实现。

示例

下面是一个简单的示例，利用桥接模式实现不同颜色和形状的图形绘制：

// Implementor
interface Color {
    void applyColor();
}

// ConcreteImplementor
class Red implements Color {
    @Override
    public void applyColor() {
        System.out.println("red");
    }
}

class Blue implements Color {
    @Override
    public void applyColor() {
        System.out.println("blue");
    }
}

// Implementor
interface Shape {
    void draw();
}

// RefinedAbstraction
abstract class ShapeWithColor implements Shape {
    protected Color color;

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

    @Override
    public void draw() {
        color.applyColor();
        drawShape();
    }

    abstract void drawShape();
}

// ConcreteImplementor
class Circle extends ShapeWithColor {
    public Circle(Color color) {
        super(color);
    }

    @Override
    void drawShape() {
        System.out.println("draw a circle");
    }
}

class Square extends ShapeWithColor {
    public Square(Color color) {
        super(color);
    }

    @Override
    void drawShape() {
        System.out.println("draw a square");
    }
}

在上面的示例中，我们定义了两个 Implementor：Color 和 Shape，它们代表了颜色和图形的基本操作。我们还定义了两个 ConcreteImplementor：Red 和 Blue，分别代表了红色和蓝色。

在抽象部分中，我们定义了一个 ShapeWithColor 类，它基于 Shape 类型，同时需要一个 Color 类型的参数。它实现了 draw 方法，但具体的图形绘制操作 drawShape 需要由子类来实现。

最后，我们实现了两个扩充抽象：Circle 和 Square，它们代表了具体的图形。它们都继承了 ShapeWithColor 类型，因此可以在绘制图形时先绘制颜色。

下面是一个使用示例：

public static void main(String[] args) {
    Shape circle = new Circle(new Red());
    circle.draw();  // 输出 red draw a circle

    Shape square = new Square(new Blue());
    square.draw();  // 输出 blue draw a square
}

第一行代码创建了一个圆形，使用红色绘制。第二行代码创建了一个正方形，使用蓝色绘制。在执行 draw 方法时，输出了对应的颜色和图形类型。