结构型桥接模式
桥接模式基本介绍
在现实生活中，某些类具有两个或多个维度的变化，如图形既可按形状分，又可按颜色分。如何设计类似于 Photoshop 这样的软件，能画不同形状和不同颜色的图形呢？如果用继承方式，m 种形状和 n 种颜色的图形就有 m×n 种，不但对应的子类很多，而且扩展困难。
当然，这样的例子还有很多，如不同颜色和字体的文字、不同品牌和功率的汽车、不同性别和职业的男女、支持不同平台和不同文件格式的媒体播放器等。如果用桥接模式就能很好地解决这些问题。
桥接模式（Bridge Pattern）是指：将实现与抽象放在两个不同的类层次中，使两个层次可以独立改变，是一种结构型设计模式。
桥接模式 基于类的最小设计原则，通过使用封装、聚合及继承等行为让不同的类承担不同的职责。它的主要特点是把抽象（Abstraction）与行为实现（Implementation）分离开来，从而可以保持各部分的独立性以及应对他们的功能扩展。
主要优点
- 抽象与实现分离，扩展能力强
- 符合开闭原则
- 符合合成复用原则
- 其实现细节对客户透明
主要缺点
由于聚合关系建立在抽象层，要求开发者针对抽象化进行设计与编程，能正确地识别出系统中两个独立变化的维度，这增加了系统的理解与设计难度。
桥接模式的结构与实现
桥接（Bridge）模式包含以下主要角色：
- 抽象化（Abstraction）角色：定义抽象类，并包含一个对实现化对象的引用
- 扩展抽象化（Refined Abstraction）角色：是抽象化角色的子类，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：给出实现化角色接口的具体实现
上面图片桥接模式的代码如下：
// 实现化角色
interface Implementor {
public void OperationImpl();
}
// 具体实现化角色
class ConcreteImplementorA implements Implementor {
public void OperationImpl() {
System.out.println("具体实现化(Concrete Implementor)角色被访问");
}
}
// 抽象化角色
abstract class Abstraction {
protected Implementor imple;
protected Abstraction(Implementor imple) {
this.imple = imple;
}
public abstract void Operation();
}
// 扩展抽象化角色
class RefinedAbstraction extends Abstraction {
protected RefinedAbstraction(Implementor imple) {
super(imple);
}
public void Operation() {
System.out.println("扩展抽象化(Refined Abstraction)角色被访问");
imple.OperationImpl();
}
}
public class BridgeTest {
public static void main(String[] args) {
Implementor imple = new ConcreteImplementorA();
Abstraction abs = new RefinedAbstraction(imple);
abs.Operation();
}
}
手机操作问题
现在对不同手机类型的不同品牌实现操作编程（比如:开机、关机、上网，打电话等），如图：
传统方案解决手机操作问题
传统方法对应的类图：
传统方案解决手机操作问题分析
扩展性问题（类爆炸），如果我们再增加手机的样式（旋转式），就需要增加各个品牌手机的类，同样如果我们增加一个手机品牌，也要在各个手机样式类下增加。
违反了单一职责原则，当我们增加手机样式时，要同时增加所有品牌的手机，这样增加了代码维护成本。
解决方案：使用桥接模式。
桥接模式解决手机操作问题
使用桥接模式改进传统方式，让程序具有搞好的扩展性，利用程序维护。
使用桥接模式对应的类图：
代码示例：
手机品牌代码
// 接口
public interface Brand {
void open();
void close();
void call();
}
public class Vivo implements Brand {
@Override
public void open() {
System.out.println(" Vivo手机开机 ");
}
@Override
public void close() {
System.out.println(" Vivo手机关机 ");
}
@Override
public void call() {
System.out.println(" Vivo手机打电话 ");
}
}
public class XiaoMi implements Brand {
@Override
public void open() {
System.out.println(" 小米手机开机 ");
}
@Override
public void close() {
System.out.println(" 小米手机关机 ");
}
@Override
public void call() {
System.out.println(" 小米手机打电话 ");
}
}
手机代码
public abstract class Phone {
// 组合品牌
private Brand brand;
// 构造器
public Phone(Brand brand) {
super();
this.brand = brand;
}
protected void open() {
this.brand.open();
}
protected void close() {
brand.close();
}
protected void call() {
brand.call();
}
}
// 折叠式手机类，继承 抽象类 Phone
public class FoldedPhone extends Phone {
// 构造器
public FoldedPhone(Brand brand) {
super(brand);
}
public void open() {
super.open();
System.out.println(" 折叠样式手机 ");
}
public void close() {
super.close();
System.out.println(" 折叠样式手机 ");
}
public void call() {
super.call();
System.out.println(" 折叠样式手机 ");
}
}
// 直立样式手机
public class UpRightPhone extends Phone {
// 构造器
public UpRightPhone(Brand brand) {
super(brand);
}
public void open() {
super.open();
System.out.println(" 直立样式手机 ");
}
public void close() {
super.close();
System.out.println(" 直立样式手机 ");
}
public void call() {
super.call();
System.out.println(" 直立样式手机 ");
}
}
测试代码
public class Client {
public static void main(String[] args) {
// 获取折叠式手机（样式 + 品牌）
Phone phone1 = new FoldedPhone(new XiaoMi());
phone1.open();
phone1.call();
phone1.close();
System.out.println("=======================");
Phone phone2 = new FoldedPhone(new Vivo());
phone2.open();
phone2.call();
phone2.close();
System.out.println("==============");
UpRightPhone phone3 = new UpRightPhone(new XiaoMi());
phone3.open();
phone3.call();
phone3.close();
System.out.println("==============");
UpRightPhone phone4 = new UpRightPhone(new Vivo());
phone4.open();
phone4.call();
phone4.close();
}
}
JDBC 的桥接模式剖析
JDBC 的 Driver 接口，如果从桥接模式来看，Driver 就是一个接口，下面可以有 MySQL 的 Driver，Oracle 的 Driver，这些就可以当做实现接口类。
对 jdbc 源码分析的类图：
桥接模式的注意事项和细节
- 实现了抽象和实现部分的分离，从而极大的提供了系统的灵活性，让抽象部分和实现部分独立开来，这有助于系统进行分层设计，从而产生更好的结构化系统
- 对于系统的高层部分，只需要知道抽象部分和实现部分的接口就可以了，其它的部分由具体业务来完成
- 桥接模式替代多层继承方案，可以减少子类的个数，降低系统的管理和维护成本
- 桥接模式的引入增加了系统的理解和设计难度，由于聚合关联关系建立在抽象层，要求开发者针对抽象进行设计和编程
- 桥接模式要求正确识别出系统中两个独立变化的维度（抽象、和实现），因此其使用范围有一定的局限性，即需要有这样的应用场景
桥接模式的应用场景
当一个类内部具备两种或多种变化维度时，使用桥接模式可以解耦这些变化的维度，使高层代码架构稳定。
对于那些不希望使用继承或因为多层次继承导致系统类的个数急剧增加的系统，桥接模式尤为适用。
桥接模式通常适用于以下场景：
当一个类存在两个独立变化的维度，且这两个维度都需要进行扩展时
当一个系统不希望使用继承或因为多层次继承导致系统类的个数急剧增加时
当一个系统需要在构件的抽象化角色和具体化角色之间增加更多的灵活性时
桥接模式的一个常见使用场景就是 替换掉继承。我们知道，继承拥有很多优点，比如，抽象、封装、多态等，父类封装共性，子类实现特性。继承可以很好的实现代码复用（封装）的功能，但这也是继承的一大缺点。
因为父类拥有的方法，子类也会继承得到，无论子类需不需要，这说明 继承具备强侵入性（父类代码侵入子类），同时会导致子类臃肿。因此，在设计模式中，有一个原则为优先使用组合/聚合，而不是继承。
很多时候，我们分不清该使用继承还是组合/聚合或其他方式等，其实可以从现实语义进行思考。因为软件最终还是提供给现实生活中的人使用的，是服务于人类社会的，软件是具备现实场景的。当我们从纯代码角度无法看清问题时，现实角度可能会提供更加开阔的思路。
常见的应用场景
- JDBC 驱动程序
- 银行转账系统
- 转账分类: 网上转账，柜台转账，AMT 转账
- 转账用户类型：普通用户，银卡用户，金卡用户
- 消息管理
- 消息类型：即时消息，延时消息
- 消息分类：手机短信，邮件消息，QQ 消息
桥接模式模式的扩展
在软件开发中，有时桥接（Bridge）模式可与 适配器模式 联合使用。当桥接（Bridge）模式的实现化角色的接口与现有类的接口不一致时，可以在二者中间定义一个适配器将二者连接起来，其具体结构图如下图所示
