设计模式学习笔记--桥接模式

川长思鸟来 2022-08-22 00:11 80阅读 0赞

# 一.简介 #

今天来学习一下23种设计模式中的桥接模式。我们再设计系统时，如果某个类存在两个独立变化的维度，一种方案是使用多层继承，如果第一个维度有A个分支，第二个维度有B个分支的话，那么总共我们需要A\*B个子类才能实现，这将是一个非常庞大的继承树。如果第一个维度增加了一个分支，那么我们需要再增加B个子类，扩展也变得很麻烦。而第二种方式就是我们今天要学习的桥接模式，通过桥接模式，我们可以将两个维度分离出来，使两者独立扩展，成为两个独立的继承树，并在最上层的抽象层中建立一个关联，这个关联就类似于连接两个独立结构的桥，所以我们称之为桥接模式。

下面我们看一下桥接模式的定义以及桥接模式的UML类图：

桥接模式(Bridge Pattern)：将抽象部分与它的实现部分分离，使它们都可以独立地变化。它是一种对象结构型模式，又称为柄体(Handle and Body)模式或接口(Interface)模式。

![Center][]

简单解释一下桥接模式的UML类图，整体的继承树被拆分成两组继承树，以Abstraction为根的继承树和以Implementor为根的继承树。Abstraction通过一个抽象的接口调用Implementor，我们可以将Implementor的子类对象注入到Abstraction子类对象中，通过聚合的方式达到想要的效果。

# 二.桥接模式的例子 #

我们通过一个例子来看一下桥接模式的应用。我们现在要设计一个小游戏，包含几个兵种，男刀客，女刀客，男枪手，女枪手。怎么样设计这个人物的结构体系呢？我们分别看一下多层继承的情况和桥接模式的情况。

## 1.多层继承的情况 ##

// Design Pattern.cpp : Defines the entry point for the console application.
    //
    
    #include "stdafx.h"
    #include <iostream>
    #include <string>
    #include <vector>
    using namespace std;
    
    //人物基类
    class Character
    {
    public:
    	virtual void Attack() = 0;
    };
    
    //男人物
    class MaleCharacter : public Character
    {
    public:
    	virtual void Attack() = 0;
    };
    
    //女人物
    class FemaleCharacter : public Character
    {
    public:
    	virtual void Attack() = 0;
    };
    
    //男刀客
    class PhysicalMaleChar : public MaleCharacter
    {
    public:
    	virtual void Attack()
    	{
    		cout << "男角色： 物理攻击" << endl;
    	}
    };
    
    //女刀客
    class PhysicalFemaleChar : public FemaleCharacter
    {
    public:
    	virtual void Attack()
    	{
    		cout << "女角色： 物理攻击" << endl;
    	}
    };
    
    //男法师
    class MagicMaleChar : public MaleCharacter
    {
    public:
    	virtual void Attack()
    	{
    		cout << "男角色： 法术攻击" << endl;
    	}
    };
    
    //女法师
    class MagicFemalChar : public FemaleCharacter
    {
    public:
    	virtual void Attack()
    	{
    		cout << "女角色： 法术攻击" << endl;
    	}
    };
    
    int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
    {
    	
    	Character* character = new MagicFemalChar();
    	character->Attack();
    
    	system("pause");
    	
    
    	return 0;
    }

结果：

女角色： 法术攻击  
请按任意键继续. . .

恩，虽然实现了想要的功能，不过如果我们的职业增加了几个，那么我们就要给每个新增的职业创建两个类，很麻烦。还是看看使用桥接模式的情况吧。

## 2.桥接模式的情况 ##

// Design Pattern.cpp : Defines the entry point for the console application.
    //
    
    #include "stdafx.h"
    #include <iostream>
    #include <string>
    #include <vector>
    using namespace std;
    
    //属性基类，相当于Implement类
    class Attribute
    {
    public:
    	virtual void Attack() = 0;
    };
    
    //人物基类，相当于UML图中的Abstract类
    class Character
    {
    protected:
    	//保存一个属性的指针
    	Attribute* m_Attribute;
    public:
    	//设置属性(职业)
    	void SetAttribute(Attribute* attribute)
    	{
    		m_Attribute = attribute;
    	}
    	//攻击接口
    	virtual void Attack() = 0;
    };
    
    //男人物
    class MaleCharacter : public Character
    {
    public:
    	virtual void Attack() override
    	{
    		cout << "男角色： ";
    		m_Attribute->Attack();
    	}
    };
    
    //女人物
    class FemaleCharacter : public Character
    {
    public:
    	virtual void Attack() override
    	{
    		cout << "女角色： ";
    		m_Attribute->Attack();
    	}
    };
    
    //物理属性
    class PhysicalAttribute : public Attribute
    {
    public:
    	void Attack() override
    	{
    		cout << "物理攻击" << endl;
    	}
    };
    
    //法系属性
    class MagicAttribute : public Attribute
    {
    public:
    	void Attack() override
    	{
    		cout << "法系攻击" << endl;
    	}
    };
    
    
    
    
    
    int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
    {
    	
    	Character* character = new FemaleCharacter();
    	Attribute* magicAttribute = new MagicAttribute();
    	character->SetAttribute(magicAttribute);
    	character->Attack();
    
    	system("pause");
    	
    
    	return 0;
    }

结果：

女角色： 法系攻击  
请按任意键继续. . .

我们使用了桥接模式，将人物性别和人物攻击的属性作为两个不同的属性，拆分成两个不同的继承树，然后在人物基类中保存一个人物属性的指针，使二者行程了聚合关系。这样，我们减少了冗余的类，大大减少了继承的复杂度，增强了复用性。在增加新类或者属性时，只需要增加新的属性类即可，符合开放-封闭原则。

# 三.桥接模式的总结 #

最后，我们来总结一下桥接模式的优点缺点以及使用时机。

**优点：**

1）桥接模式是多层继承体系的一个很好的代替解决方案，大大减少了子类的个数，增加了复用性。

2）桥接模式分离了抽象接口以及实现部分，采用聚合方式，解耦了抽象和实现之间固有的绑定关系，让抽象和实现在不同的继承体系中实现。

3）桥接模式很好地提高了系统的扩展性，在扩展两个维度中任意一个维度时，都不需要修改原有内容，符合开放-封闭原则。

**缺点：**

1）桥接模式增加了系统的理解的难度，不如多层继承来得直接。

2）如何识别并分离两个维度比较困难，所以使用有一定的局限性。