桥接模式 (Bridge Pattern)

桥接模式是一种 结构型设计模式，用于将抽象部分与实现部分分离，使它们可以独立变化。它通过组合的方式取代继承，将不同维度的变化解耦，从而提高系统的灵活性。

原理

核心思想：将一个对象的 抽象部分 和 实现部分 分离开，分别独立定义和扩展。
适用场景：
- 当一个类有多个维度的变化，需要独立扩展时。
- 避免因为多维度的变化导致类的数量爆炸。
- 不希望使用继承方式来扩展时。
参与角色：
- Abstraction（抽象类）：定义高层抽象的接口，持有 Implementor 的引用。
- RefinedAbstraction（具体抽象类）：扩展抽象类，具体化抽象类的方法。
- Implementor（实现接口）：定义实现类的接口。
- ConcreteImplementor（具体实现类）：实现具体的功能。

优点

分离抽象与实现：抽象和实现部分独立扩展。
灵活性高：通过组合而非继承，避免类的复杂层级关系。
扩展性强：可以独立扩展抽象层和实现层，而不影响彼此。

缺点

复杂性增加：引入额外的抽象层，增加了系统复杂度。
理解难度较高：相对于简单的继承关系，桥接模式的设计需要更高的理解能力。

示例代码

场景描述

假设我们需要开发一个形状绘制系统，其中形状和颜色是两个维度。如果直接使用继承，可能需要 红色圆形、蓝色圆形、红色矩形 等多个类。使用桥接模式，可以将形状和颜色分离，分别实现和扩展。

1. 定义实现接口

java">// 定义实现接口
public interface Color {void applyColor();
}

2. 创建具体实现类

java">// 红色实现类
public class RedColor implements Color {@Overridepublic void applyColor() {System.out.println("Applying red color");}
}// 蓝色实现类
public class BlueColor implements Color {@Overridepublic void applyColor() {System.out.println("Applying blue color");}
}

3. 定义抽象类

java">// 定义抽象类
public abstract class Shape {protected Color color; // 持有实现接口的引用public Shape(Color color) {this.color = color;}public abstract void draw();
}

4. 创建具体抽象类

java">// 圆形
public class Circle extends Shape {public Circle(Color color) {super(color);}@Overridepublic void draw() {System.out.print("Drawing Circle with ");color.applyColor();}
}// 矩形
public class Rectangle extends Shape {public Rectangle(Color color) {super(color);}@Overridepublic void draw() {System.out.print("Drawing Rectangle with ");color.applyColor();}
}

5. 客户端代码

java">public class BridgePatternExample {public static void main(String[] args) {// 创建红色的圆形Shape redCircle = new Circle(new RedColor());redCircle.draw();// 创建蓝色的矩形Shape blueRectangle = new Rectangle(new BlueColor());blueRectangle.draw();}
}

输出结果

Drawing Circle with Applying red color
Drawing Rectangle with Applying blue color

UML 类图

        +----------------+                 +------------------+|  Shape         |                 |   Color          |+----------------+                 +------------------+| - color: Color |<>-------------->| + applyColor()   || + draw()       |                 +------------------++----------------+                         ^^                                    ||                                    |+--------------------+               +--------------------+| Circle             |               | RedColor          |+--------------------+               +--------------------+| + draw()           |               | + applyColor()    |+--------------------+               +--------------------+|+--------------------+| BlueColor         |+--------------------+| + applyColor()    |+--------------------+