橋接模式(Bridge)

yuan22003發表於2011-08-30

Bridge模式定義 :
將抽象和行為劃分開來,各自獨立,但能動態的結合。

任何事物物件都有抽象和行為之分,例如人,人是一種抽象,人分男人和女人等;人有行為,行為也有各種具體表現,所以,“人”與“人的行為”兩個概念也反映了抽象和行為之分。

在物件導向設計的基本概念中,物件這個概念實際是由屬性和行為兩個部分組成的,屬性我們可以認為是一種靜止的,是一種抽象,一般情況下,行為是包含在一個物件中,但是,在有的情況下,我們需要將這些行為也進行歸類,形成一個總的行為介面,這就是橋模式的用處。

為什麼使用?
不希望抽象部分和行為有一種固定的繫結關係,而是應該可以動態聯絡的。

如果一個抽象類或介面有多個具體實現(子類、concrete subclass),這些子類之間關係可能有以下兩種情況:
1. 這多個子類之間概念是並列的,如前面舉例,打樁,有兩個concrete class:方形樁和圓形樁;這兩個形狀上的樁是並列的,沒有概念上的重複。

2.這多個子類之中有內容概念上重疊.那麼需要我們把抽象共同部分和行為共同部分各自獨立開來,原來是準備放在一個介面裡,現在需要設計兩個介面:抽象介面和行為介面,分別放置抽象和行為.

例如,一杯咖啡為例,子類實現類為四個:中杯加奶、大杯加奶、 中杯不加奶、大杯不加奶。

但是,我們注意到:上面四個子類中有概念重疊,可從另外一個角度進行考慮,這四個類實際是兩個角色的組合:抽象 和行為,其中抽象為:中杯和大杯;行為為:加奶 不加奶(如加橙汁 加蘋果汁).

實現四個子類在抽象和行為之間發生了固定的繫結關係,如果以後動態增加加葡萄汁的行為,就必須再增加兩個類:中杯加葡萄汁和大杯加葡萄汁。顯然混亂,擴充套件性極差。

那我們從分離抽象和行為的角度,使用Bridge模式來實現。

如何實現?
以上面提到的咖啡 為例. 我們原來打算只設計一個介面(抽象類),使用Bridge模式後,我們需要將抽象和行為分開,加奶和不加奶屬於行為,我們將它們抽象成一個專門的行為介面.

先看看抽象部分的介面程式碼:

public abstract class Coffee
{
   CoffeeImp coffeeImp;

   public void setCoffeeImp() {
     this.CoffeeImp = CoffeeImpSingleton.getTheCoffeImp();
   }

  public CoffeeImp getCoffeeImp() {return this.CoffeeImp;}

   public abstract void pourCoffee();
}

其中CoffeeImp 是加不加奶的行為介面,看其程式碼如下:

public abstract class CoffeeImp
{
   public abstract void pourCoffeeImp();
}

現在我們有了兩個抽象類,下面我們分別對其進行繼承,實現concrete class:

//中杯
public class MediumCoffee extends Coffee
{
   public MediumCoffee() {setCoffeeImp();}

   public void pourCoffee()
   {
     CoffeeImp coffeeImp = this.getCoffeeImp();
     //我們以重複次數來說明是衝中杯還是大杯 ,重複2次是中杯
     for (int i = 0; i < 2; i++)
     {

      coffeeImp.pourCoffeeImp();
    }
  
   }
}

//大杯
public class SuperSizeCoffee extends Coffee
{
   public SuperSizeCoffee() {setCoffeeImp();}

   public void pourCoffee()
   {
     CoffeeImp coffeeImp = this.getCoffeeImp();
     //我們以重複次數來說明是衝中杯還是大杯 ,重複5次是大杯
     for (int i = 0; i < 5; i++)
     {

      coffeeImp.pourCoffeeImp();
    }
  
   }
}

上面分別是中杯和大杯的具體實現.下面再對行為CoffeeImp進行繼承:

//加奶
public class MilkCoffeeImp extends CoffeeImp
{
   MilkCoffeeImp() {}

   public void pourCoffeeImp()
   {
     System.out.println("加了美味的牛奶");
   }
}

//不加奶
public class FragrantCoffeeImp extends CoffeeImp
{
   FragrantCoffeeImp() {}

   public void pourCoffeeImp()
   {
     System.out.println("什麼也沒加,清香");
   }
}

Bridge模式的基本框架我們已經搭好了,別忘記定義中還有一句:動態結合,我們現在可以喝到至少四種咖啡:
1.中杯加奶
2.中杯不加奶
3.大杯加奶
4.大杯不加奶

看看是如何動態結合的,在使用之前,我們做個準備工作,設計一個單態類(Singleton)用來hold當前的CoffeeImp:

public class CoffeeImpSingleton
{
   private static CoffeeImp coffeeImp;

   public CoffeeImpSingleton(CoffeeImp coffeeImpIn)
   {this.coffeeImp = coffeeImpIn;}

   public static CoffeeImp getTheCoffeeImp()
   {
     return coffeeImp;
   }
}

看看中杯加奶 和大杯加奶 是怎麼出來的:

//拿出牛奶
CoffeeImpSingleton coffeeImpSingleton = new CoffeeImpSingleton(new MilkCoffeeImp());

//中杯加奶
MediumCoffee mediumCoffee = new MediumCoffee();
mediumCoffee.pourCoffee();

//大杯加奶
SuperSizeCoffee superSizeCoffee = new SuperSizeCoffee();
superSizeCoffee.pourCoffee();

注意: Bridge模式的執行類如CoffeeImp和Coffee是一對一的關係, 正確建立CoffeeImp是該模式的關鍵。



Bridge模式在EJB中的應用
EJB中有一個Data Access Object (DAO)模式,這是將商業邏輯和具體資料資源分開的,因為不同的資料庫有不同的資料庫操作.將操作不同資料庫的行為獨立抽象成一個行為介面DAO.如下:

1.Business Object (類似Coffee)

實現一些抽象的商業操作:如尋找一個使用者下所有的訂單

涉及資料庫操作都使用DAOImplementor.

2.Data Access Object (類似CoffeeImp)

一些抽象的對資料庫資源操作

3.DAOImplementor 如OrderDAOCS, OrderDAOOracle, OrderDAOSybase(類似MilkCoffeeImp FragrantCoffeeImp)

具體的資料庫操作,如"INSERT INTO "等語句,OrderDAOOracle是Oracle OrderDAOSybase是Sybase資料庫.

4.資料庫 (Cloudscape, Oracle, or Sybase database via JDBC API)  

一、使用Bridge模式的目的:

使用Bridge模式的一個動機應該是:物件擁有多個屬性,行為,在不同的時刻由不同的屬性和行為組合可以表現出不同的外部特徵。(即排列、組合形式)

如果對每一種屬性和行為的組合進行繫結,作為一個子類,那麼勢必造成大量的子類存在。而且一旦原有的屬性改變,或者行為改變了,會導致原有的類需要重新修改編譯。

如果將屬性、行為分開,採用動態組合的方式,在執行時動態決定需要將那個屬性和那個行為搭配,除了可以減少子類的數量之外,還增強了未來的擴充套件性。


三、Bridge模式的特點:


·在抽象介面中包含了一個對行為介面的引用,這樣的話行為的操作將完全委託給行為介面完成,抽象類無需關心。

·在抽象類的繼承子類中,呼叫了行為類的子類來實現不同的行為。此時抽象類的子類中只知道屬性,但不知道具體的行為實現,實現了概念與行為的分離

·在行為類的繼承子類中,只知道執行相應的動作,但不知道具體的屬性,實現了行為和概念的分離

四、Bridge模式的實現圖例:



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