處理多維度變化——橋接模式（二）

10.2 橋接模式概述

        橋接模式是一種很實用的結構型設計模式，如果軟體系統中某個類存在兩個獨立變化的維度，通過該模式可以將這兩個維度分離出來，使兩者可以獨立擴充套件，讓系統更加符合“單一職責原則”。與多層繼承方案不同，它將兩個獨立變化的維度設計為兩個獨立的繼承等級結構，並且在抽象層建立一個抽象關聯，該關聯關係類似一條連線兩個獨立繼承結構的橋，故名橋接模式。

        橋接模式用一種巧妙的方式處理多層繼承存在的問題，用抽象關聯取代了傳統的多層繼承，將類之間的靜態繼承關係轉換為動態的物件組合關係，使得系統更加靈活，並易於擴充套件，同時有效控制了系統中類的個數。橋接定義如下：

橋接模式(Bridge Pattern)：將抽象部分與它的實現部分分離，使它們都可以獨立地變化。它是一種物件結構型模式，又稱為柄體(Handle and Body)模式或介面(Interface)模式。

        橋接模式的結構與其名稱一樣，存在一條連線兩個繼承等級結構的橋，橋接模式結構如圖10-3所示：

        在橋接模式結構圖中包含如下幾個角色：

●Abstraction（抽象類）：用於定義抽象類的介面，它一般是抽象類而不是介面，其中定義了一個Implementor（實現類介面）型別的物件並可以維護該物件，它與Implementor之間具有關聯關係，它既可以包含抽象業務方法，也可以包含具體業務方法。

●RefinedAbstraction（擴充抽象類）：擴充由Abstraction定義的介面，通常情況下它不再是抽象類而是具體類，它實現了在Abstraction中宣告的抽象業務方法，在RefinedAbstraction中可以呼叫在Implementor中定義的業務方法。

●Implementor（實現類介面）：定義實現類的介面，這個介面不一定要與Abstraction的介面完全一致，事實上這兩個介面可以完全不同，一般而言，Implementor介面僅提供基本操作，而Abstraction定義的介面可能會做更多更復雜的操作。Implementor介面對這些基本操作進行了宣告，而具體實現交給其子類。通過關聯關係，在Abstraction中不僅擁有自己的方法，還可以呼叫到Implementor中定義的方法，使用關聯關係來替代繼承關係。

●ConcreteImplementor（具體實現類）：具體實現Implementor介面，在不同的ConcreteImplementor中提供基本操作的不同實現，在程式執行時，ConcreteImplementor物件將替換其父類物件，提供給抽象類具體的業務操作方法。

        橋接模式是一個非常有用的模式，在橋接模式中體現了很多物件導向設計原則的思想，包括“單一職責原則”、“開閉原則”、“合成複用原則”、“里氏代換原則”、“依賴倒轉原則”等。熟悉橋接模式有助於我們深入理解這些設計原則，也有助於我們形成正確的設計思想和培養良好的設計風格。

        在使用橋接模式時，我們首先應該識別出一個類所具有的兩個獨立變化的維度，將它們設計為兩個獨立的繼承等級結構，為兩個維度都提供抽象層，並建立抽象耦合。通常情況下，我們將具有兩個獨立變化維度的類的一些普通業務方法和與之關係最密切的維度設計為“抽象類”層次結構（抽象部分），而將另一個維度設計為“實現類”層次結構（實現部分）。例如：對於毛筆而言，由於型號是其固有的維度，因此可以設計一個抽象的毛筆類，在該類中宣告並部分實現毛筆的業務方法，而將各種型號的毛筆作為其子類；顏色是毛筆的另一個維度，由於它與毛筆之間存在一種“設定”的關係，因此我們可以提供一個抽象的顏色介面，而將具體的顏色作為實現該介面的子類。在此，型號可認為是毛筆的抽象部分，而顏色是毛筆的實現部分，結構示意圖如圖10-4所示：

    在具體編碼實現時，由於在橋接模式中存在兩個獨立變化的維度，為了使兩者之間耦合度降低，首先需要針對兩個不同的維度提取抽象類和實現類介面，並建立一個抽象關聯關係。對於“實現部分”維度，典型的實現類介面程式碼如下所示：

interface Implementor {
	public void operationImpl();
}

        在實現Implementor介面的子類中實現了在該介面中宣告的方法，用於定義與該維度相對應的一些具體方法。

        對於另一“抽象部分”維度而言，其典型的抽象類程式碼如下所示：

abstract class Abstraction {
	protected Implementor impl; //定義實現類介面物件
	
	public void setImpl(Implementor impl) {
		this.impl=impl;
	}
	
	public abstract void operation();  //宣告抽象業務方法
}

        在抽象類Abstraction中定義了一個實現類介面型別的成員物件impl，再通過注入的方式給該物件賦值，一般將該物件的可見性定義為protected，以便在其子類中訪問Implementor的方法，其子類一般稱為擴充抽象類或細化抽象類(RefinedAbstraction)，典型的RefinedAbstraction類程式碼如下所示：

class RefinedAbstraction extends Abstraction {
	public void operation() {
		//業務程式碼
		impl.operationImpl();  //呼叫實現類的方法
		//業務程式碼
	}
}

      對於客戶端而言，可以針對兩個維度的抽象層程式設計，在程式執行時再動態確定兩個維度的子類，動態組合物件，將兩個獨立變化的維度完全解耦，以便能夠靈活地擴充任一維度而對另一維度不造成任何影響。

思考 如果系統中存在兩個以上的變化維度，是否可以使用橋接模式進行處理？如果可以，系統該如何設計？

【作者：劉偉 http://blog.csdn.net/lovelion】