桥接模式

有这样一个需求：手机都有发短信、打电话等功能，而且手机有各种各样的样式，比如翻盖手机、直板手机、滑盖手机、折叠手机等等，同时，手机还有各种各样的品牌，苹果、洛基亚、华为、小米、VIVO等等，我们应该如何来设计类之间的关系，并保持良好的可扩展性呢？ 1. 糟糕的继承设计方式 通常，我们会使用简单的继承的方式来设计类，因为继承的方式我们最容易想到，继承设计的类图如下： Figure 1. 继承的方式设计类图 上边的类设计，从手机样式的维度出发，将手机划分为翻盖手机、直板手机，他们继承自"手机"父类，下边的各个品牌在分别按照手机样式分类，继承自样式父类。这样的设计，表面上能够解决问题，但是带来的非常大的缺点： 类非常多，每一种手机样式下，所有的品牌都需要建立这种样式的类，我们将这种现象称为类爆炸； 难以扩展和维护，增加一种手机样式，所有的品牌都需要在这种样式下添加新的类，如果增加一种品牌，那么原有的所有样式下都需要增加新品牌的类，这违反了单一职责原则 [1] 和开闭原则 [1] 前边 面向对象设计模式遵循的原则 一文时我们说过，继承最主要的缺点在于其破坏了类的封装性，父类的修改也会导致子类的变化，子类和父类的依赖关系非常紧密。因此，在考虑使用继承关系时，首先要明确类之间是否是明确的is a的关系，而不是like a，并遵循里式替换原则，另外，合成复用原则也指出：设计类时优先考虑使用合聚合和组用而不是继承。 桥接模式能够很好的解决像这样存在多个维度变化对象（比如这里的手机样式和品牌）的设计问题。 2. 桥接模式介绍 2.1. 桥接模式简介 桥接模式（Bridge Pattern）的定义如下：将抽象部分与它的实现部分分离，使他们都可以独立变化。 桥接模式包括如下的几种角色： 抽象化（Abstraction）角色：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：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：实现化角色接口的具体实现 几种觉色之间的关系如下图所示： Figure 2. 桥接模式的结构类图 抽象化角色、实现化角色将桥接模式结构分为两个部分：抽象部分由抽象化角色作为父类，实现部分由实现化角色为父类。然后抽象化角色依赖了实现化角色，中间的依赖线类似一座桥梁，很形象的说明了桥接模式的命名由来。从上边的类图可以看出，桥接模式是合成复用原则的体现，通过抽象化角色聚合实现化角色，将双方联系起来，这样既便于扩展，又能减少类的数量。 桥接模式的优点： 多个变化维度拆分为抽象和实现两个部分，都可以独立变化，程序易扩展 遵循开闭原则，添加新类时，仅需要修改客户端调用代码，而其他代码不需要变化，对扩展开放对修改关闭 遵循合成复用原则 注意，桥接模式定义中说的抽象与实现分离，并不是说将抽象类和其派生子类分离，这样做并无意义。这只是告诉我们在设计类时，首先需要明确可能变化的维度，将多个变化的维度都单独抽取出来，使得他们都可以独立的扩展。 比如前边的设计样式和手机品牌，这两个维度都会变化，可以将其抽象出来，手机的基本功能如打电话、发短信可以放到品牌中来实现，它就是作为实现部分，而手机样式作为抽象部分实现手机样式的不同功能。具体类图如下； Figure 3. 桥接模式解决手机设计问题 现在，我们编码来实现上述手机问题。 2.2. 桥接模式示例代码 1、首先，抽象手机品牌接口PhoneBrand，它作为实现化角色(Implementor): 实现化角色 // 手机品牌接口 interface PhoneBrand { // 获取品牌名称 String getName(); // 打电话 default String call() { return "用" + this.getName() + "手机打电话"; } } ...