一起学习设计模式–08.桥接模式

模式目标

处理多维度变化

前言

现实生活中我们经常会遇到两种类型的笔，他们分别是毛笔和蜡笔。假设需要使用大、中、小3种型 的画笔来绘制12种不同的颜色。如果使用蜡笔，需要3 X 12 = 36 支。但是如果是毛笔的话，就不一样了，我们只需要3种型 的毛笔，和12盒颜料即可，涉及的对象个数仅为 3 + 12 = 15，要远远小于36，但是却可以实现与36种蜡笔一样的效果。如果要增加一种新型 的画笔，并且也需要12种颜色，相应的蜡笔需要增加12支，但是毛笔只需要增加一支即可。通过分析得知：在蜡笔中，颜色和型 两个不同的变化维度耦合在一起，无论是对颜色进行扩展，还是对型 进行扩展，都会对另一种维度产生影响。但在毛笔中，颜色和型 进行了分离，增加新的颜色或型 对另一方都没有任何影响。如果使用软件工程中的术语，可以认为，在蜡笔中颜色和型 之间存在较强的耦合性，而毛笔很好的将二者解耦，使用起来非常灵活，扩展也更为方便。在软件开发中，也提供了一种设计模式来处理与画笔类似的具有多变化维度的情况，即接下来要学习的桥接模式。

一、跨平台图像浏览系统

1.需求

A 公司打算开发一个跨平台图像浏览系统，要求该系统能够显示 BMP、JPG、GIF、PNG 等多种格式的文件，并且能够在 WIndows、Linux、UNIX 等多个操作系统上运行。该系统首先将各种格式的文件解析成像素矩阵（Matrix），然后将像素矩阵显示在屏幕上，在不同的操作系统中可以通过调用不同的绘制函数来绘制像素矩阵。该系统需具有较好的扩展性以支持新的文件格式和操作系统。

2.初始设计

A 公司开发人员针对上述要求，提出了一个初始设计方案，其基本结构如图：

二、桥接模式的概述

1.定义

桥接模式是一种很实用的结构型设计模式。如果软件系统中某个类存在两个独立变化的维度，通过该模式可以将这两个维度分离出来，使两者可以独立扩展，让系统更加符合单一职责原则。与多层继承方案不同，它将两个独立变化的维度设计为两个独立的继承等级结构，并且在抽象层建立一个抽象关联，该关联关系类似一条连接两个独立继承结构的桥，故名桥接模式。
桥接模式采用抽象关联取代了传统的多层继承，将类之间的静态继承关系转换为动态的对象组合关系，使得系统更加灵活，并易于扩展，同时有效控制了系统中类的个数。桥接模式的定义如下：

桥接模式（Bridge Pattern）：将抽象部分与其实现部分分离，使它们都可以独立的变化。它是一种对象结构型模式，又称接口（Interface）模式。

2.结构

桥接模式的结构与其名称一样，存在一条连接两个独立继承等级结构的桥。桥接模式的结构如图：

三、完整解决方案

1.重构设计

为了减少所需生成的子类数目，实现将操作系统和图像文件格式两个维度分离，使它们可以独立改变，A公司开发人员使用桥接模式来重构跨平台图像浏览系统的设计。基本结构如下：

添加配置文件，将具体扩充抽象类和具体实现类类名都配置在配置文件中，再通过反射生成对象。

配置文件帮助类