十七、橋接模式

在項目開發(fā)中,我們經(jīng)常會遇到這樣的場景:某些類型由于自身的邏輯,往往具有兩個或多個維度的變化,比如手機(jī),它有兩個變化的維度:一是手機(jī)品牌,可能有三星、蘋果等;二是手機(jī)上的軟件,可能有QQ、微信等。為了應(yīng)對這種“多維度的變化”,我們需要橋接模式來利用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)來使得該類型能輕松的沿著多個方向進(jìn)行變化,而又不引入額外的復(fù)雜度。

1. 何為橋接模式

定義:將抽象部分與它的實現(xiàn)部分分離,使他們都可以獨立地變化。

比如上面那個例子:假設(shè)有一個系統(tǒng),它可以使用多種方式來進(jìn)行分類,并且每一種分類都有可能變化,那么就把這些分類方式分離出來讓他們獨立的變化,以減少他們之間的耦合。

橋接模式的結(jié)構(gòu)圖如圖1-1所示:

圖1-1

Abstraction:定義中所說的抽象部分,通常在這個對象里面,要維護(hù)一個實現(xiàn)部分的對象引用,在抽象對象里面的方法,需要調(diào)用實現(xiàn)部分的對象來完成。這個對象里面的方法,通常都是跟具體的業(yè)務(wù)相關(guān)的方法。在上面手機(jī)的例子中,可以理解為手機(jī)品牌接口;

Implementor:定義中所說的實現(xiàn)部分,這個接口不用和Abstraction里面的方法一致,通常是由Implementor接口提供基本的操作,而Abstraction里面定義的是基于這些基本操作的業(yè)務(wù)方法,也就是說Abstraction定義了基于這些基本操作的較高層次的操作。在上面手機(jī)的例子中,可以理解為手機(jī)軟件接口(也可以是類);

RefinedAbstraction:抽象部分的具體實現(xiàn),通常在這個對象里面,定義跟實際業(yè)務(wù)相關(guān)的方法,這些方法的實現(xiàn)通常會使用Abstraction中定義的方法,也可能需要調(diào)用實現(xiàn)部分的對象來完成。在上面手機(jī)的例子中,可以理解為具體的手機(jī)品牌,它實現(xiàn)了Abstraction接口;

ConcreteImplementatorA:實現(xiàn)部分的具體實現(xiàn),在上面手機(jī)的例子中,可以理解為具體的手機(jī)軟件,它實現(xiàn)了(或繼承了) Implementor。

2. 情景設(shè)置

我們依然采用上面手機(jī)的例子。手機(jī)這個例子用橋接模式實現(xiàn)的結(jié)構(gòu)圖如圖2-1所示:

圖2-1

從上面的結(jié)構(gòu)圖中我們可以看出橋接模式的優(yōu)點:它把抽象部分從實現(xiàn)部分中分離出來了,使得兩部分能夠獨立變更。這樣,添加新的RefinedAbstraction(抽象部分的具體實現(xiàn)),對Implementor(實現(xiàn)部分)不會有任何影響;同樣,添加新的ConcreteImplementatorC(實現(xiàn)部分的具體實現(xiàn)),也能做到不影響Abstraction(抽象部分)。

假設(shè)不使用橋接模式,我們可能做出的結(jié)構(gòu)圖有下面兩種:

(1)按品牌分類,如圖2-2所示:

圖2-2 按品牌分類

(2)按軟件分類,如圖2-3所示:

圖2-3 按軟件分類

當(dāng)我們增加一個手機(jī)品牌HTC,按照品牌分類的話我們需要增加手機(jī)品牌類HTC,還需要增加兩個手機(jī)軟件類HTC的QQ、HTC的微信;同樣,如果需要增加一個手機(jī)軟件,那么按照手機(jī)軟件分類的話,我們也是需要增加三個類。當(dāng)我們需要增加更多的手機(jī)品牌和手機(jī)軟件時,我們會發(fā)現(xiàn)類會越來越多,以致無法維護(hù)。另外,采用繼承的方式,子類和父類之間的耦合度是很高的,以至于父類中的任何變化必然會導(dǎo)致子類發(fā)生變化。這種依賴關(guān)系限制了靈活性并最終限制了復(fù)用性。

3. 代碼實現(xiàn)

這里還是繼續(xù)抽象工廠模式中的應(yīng)用場景:繪圖有兩個變化維度,一是工具,可以用HTML5、OWC等;另一個是圖形的種類,我們可能需要繪制餅狀圖、線形圖等。下面給出采用橋接模式實現(xiàn)的結(jié)構(gòu)圖,如圖3-1所示:

圖3-1

(1)Chart.h

@protocol Chart <NSObject>

- (void)draw;

@end

(2)LineChart.m(PieChart.m類似),實現(xiàn)了Chart協(xié)議:

- (void)draw
{
    NSLog(@"繪制線形圖");
}

(3)Tool.h,一個協(xié)議,這個協(xié)議里面定義了一個Chart類型的屬性和一個繪圖的方法。

#import "Chart.h"

@protocol Tool <NSObject>

@property (nonatomic,assign) id<Chart> chart;

- (void)drawing;

@end

(4)HTML5.m(Owc.m類似),實現(xiàn)了Tool協(xié)議:

@synthesize chart = _chart;

- (void)drawing
{
    NSLog(@"HTML5 繪圖開始......");

    [_chart draw];

    NSLog(@"HTML5 繪圖結(jié)束......");
}

(5)客戶端調(diào)用

id<Tool> tool = [[NSClassFromString(@"HTML5") alloc] init];
tool.chart = [[NSClassFromString(@"LineChart") alloc] init];
[tool drawing];

橋接模式解決了兩維或多維變化的問題,結(jié)構(gòu)圖和上面的示例所講述的都是兩維,那么多維變化的又是怎么樣的呢?假設(shè)現(xiàn)在繪圖這個功能,需要支持不同的平臺,比如說要支持Windows平臺和Mac平臺,那么結(jié)構(gòu)圖又是怎么樣的?下面給出這種情況下的橋接模式的結(jié)構(gòu)圖,如圖3-2所示:

圖3-2 多維情況下的橋接模式結(jié)構(gòu)圖

4. 小結(jié)

4.1 橋接模式的優(yōu)點

(1)橋接模式使用聚合關(guān)系,解耦了抽象和實現(xiàn)之間固有的綁定關(guān)系,使得抽象和實現(xiàn)可以沿著各自的維度來變化。
(2)提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性,可以獨立地對抽象部分和實現(xiàn)部分進(jìn)行擴(kuò)展。
(3)可減少子類的個數(shù),這個在前面講手機(jī)示例的時候進(jìn)行分析了。

4.2 橋接模式的缺點

(1)橋接模式的引入會增加系統(tǒng)的理解與設(shè)計難度,由于聚合關(guān)系建立在抽象層,要求開發(fā)者針對抽象進(jìn)行設(shè)計與編程。
(2)橋接模式要求正確識別出系統(tǒng)中兩個獨立變化的維度,因此其使用范圍具有一定的局限性。

4.3 橋接模式的使用的場景

通過優(yōu)缺點的分析,我們可以在如下的場景下使用橋接模式:

(1)不想在抽象與其實現(xiàn)之間形成固定的綁定關(guān)系;
(2)抽象及其實現(xiàn)都應(yīng)可以通過子類化獨立進(jìn)行擴(kuò)展;
(3)對抽象的實現(xiàn)進(jìn)行修改不應(yīng)影響客戶端代碼;
(4)如果每個實現(xiàn)需要額外的子類以細(xì)化抽象,則說明有必要把它們分成兩個部分;
(5)想在帶有不同抽象接口的多個對象之間共享一個實現(xiàn)。

總的來說,橋接模式的本質(zhì)在于分離抽象和實現(xiàn)。

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