设计模式笔记_结构型_桥接模式

发布于：2025-07-15 ⋅ 阅读:(18) ⋅ 点赞:(0)

1.桥接模式介绍

1.1 定义

桥接模式是一种结构型设计模式，它的主要目的是将抽象部分与实现部分分离，通过组合的方式实现二者解耦，使它们可以独立地变化。

其中：

  • 抽象部分：描述“是什么”和“做什么”。通常是指对事物的高层次描述，它定义了事物的核心功能和行为，而不关心具体的实现细节。抽象通常比较稳定，因为它描述的是核心功能。
  • 实现部分：描述“怎么做”。是抽象部分定义功能的具体执行者，它提供了具体的代码来完成抽象所定义的行为。实现可能经常变化，因为它涉及具体的技术和业务逻辑。

1.2 举例说明

这里以“遥控器和电视机”的例子来说明桥接模式的功能。

1.2.1 没有“桥接模式”之前：

我们可能会这样做：

  • 你买了一台索尼电视，它配了一个索尼普通遥控器。
  • 后来你又买了一台三星电视，它配了一个三星普通遥控器。

但问题来了：你觉得普通遥控器功能太少，想换个“智能遥控器”（比如带语音控制的）。这时你会发现：

  • 你需要一个 “索尼智能遥控器” 去控制索尼电视。
  • 你需要一个 “三星智能遥控器” 去控制三星电视。
  • 如果将来又出了个“小米电视”，你又需要一个 “小米智能遥控器”。

你看，遥控器的“类型”（普通、智能）和电视机的“品牌”（索尼、三星、小米）被死死地绑在了一起。每增加一个遥控器类型，或者每增加一个电视品牌，你就得新增一大堆对应的遥控器。这就叫 “类爆炸”，非常不灵活。

1.2.2 有桥接模式：万能遥控器

桥接模式就像是发明了 “万能遥控器”。它的思路是这样的：

“遥控器的功能” 和 “电视机具体怎么执行这个功能” 是两件独立的事情，我们应该把它们分开！

于是，我们有了两个独立的东西：

  1. 抽象部分（Abstractions）：遥控器

    • 它只管定义“有什么功能”，比如：开机、关机、换台。
    • 它可以有不同的类型，比如：
      • 普通遥控器 (只有基本功能)
      • 智能遥控器 (在基本功能上，增加了语音控制)

  2. 实现部分（Implementations）：电视机

    • 它只管“具体怎么干活”。
    • 不同品牌的电视机，执行同一个命令的方式可能完全不同（比如它们的红外码不一样）。
      • 索尼电视 的开机方法。
      • 三星电视 的开机方法。
      • 小米电视 的开机方法。

那么，“桥”在哪里呢？

这个“桥”，就是把遥控器和电视机连接起来的机制。在万能遥控器内部，有一个“插槽”，你可以把具体的“电视机驱动”（也就是实现部分）插进去。

  • 当你的智能遥控器想控制索尼电视时，它就把“索尼电视的驱动”加载进来。你按“开机”按钮，遥控器就会调用索尼电视的开机方法。
  • 明天你想用这个智能遥控器去控制三星电视，没问题，把驱动换成“三星电视的驱动”就行了。你再按“开机”，遥控器就会去调用三星电视的开机方法。

1.2.3 桥接模式的好处

通过这座“桥”，我们成功地将两个原本纠缠在一起的维度分开了：

  • 维度一：遥控器的功能层级 (普通遥控器 -> 智能遥控器 -> 未来可能的全息遥控器)
  • 维度二：电视机的具体品牌 (索尼 -> 三星 -> 小米 -> 华为)

这两个维度现在可以独立发展，互不影响。

  • 你想升级遥控器？没问题，买个新的智能遥控器就行，它照样能控制你家的所有旧电视。
  • 你想换个新电视？也没问题，你手里的旧遥控器，只要配对一下，照样能控制新电视。

用一句话概括：桥接模式就像一座桥，将“做什么”（抽象）和“怎么做”（实现）分置于河的两岸，让它们可以各自独立地变化和发展，但又通过这座桥保持连接。

它的核心思想就是 “解耦” (Decoupling)，避免因为一个维度的变化，导致另一个维度也要跟着做大量的修改。

2. 代码演示

2.1 桥接模式演示

2.1.1 实现部分：电视机

//实现部分接口
public interface TV {
    void on();

    void off();

    void tuneChannel(int channel);
}

//具体的实现部分
//索尼品牌的电视
public class SonyTV implements TV {
    @Override
    public void on() {
        System.out.println("Sony TV is turned on.");
    }

    @Override
    public void off() {
        System.out.println("Sony TV is turned off.");
    }

    @Override
    public void tuneChannel(int channel) {
        System.out.println("Sony TV tuned to channel " + channel);
    }
}


//三星品牌的电视
public class SamsungTV implements TV {
    @Override
    public void on() {
        System.out.println("Samsung TV is turned on.");
    }

    @Override
    public void off() {
        System.out.println("Samsung TV is turned off.");
    }

    @Override
    public void tuneChannel(int channel) {
        System.out.println("Samsung TV tuned to channel " + channel);
    }
}

2.2.2 抽象部分：遥控器

//抽象部分
public abstract class RemoteControl {
    protected TV tv;

    public RemoteControl(TV tv) {
        this.tv = tv;
    }

    public abstract void turnOn();

    public abstract void turnOff();

    public abstract void setChannel(int channel);

}

//具体抽象部分
public class BasicRemoteControl extends RemoteControl {
    public BasicRemoteControl(TV tv) {
        super(tv);
    }

    @Override
    public void turnOn() {
        tv.on();
    }

    @Override
    public void turnOff() {
        tv.off();
    }

    @Override
    public void setChannel(int channel) {
        tv.tuneChannel(channel);
    }
}

2.2.3 使用Demo

使用遥控器控制各种品牌电视机：

public class BridgePatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        TV sonyTV = new SonyTV();
        RemoteControl sonyRemote = new BasicRemoteControl(sonyTV);
        sonyRemote.turnOn();
        sonyRemote.setChannel(5);
        sonyRemote.turnOff();

        TV samsungTV = new SamsungTV();
        RemoteControl samsungRemote = new BasicRemoteControl(samsungTV);
        samsungRemote.turnOn();
        samsungRemote.setChannel(10);
        samsungRemote.turnOff();
    }
}

2.2 桥接模式应对变化

2.2.1 实现部分：变化

市场又出了一款小米电视机，电视机(实现部分)的品牌变化，不影响遥控器(抽象部分)的使用。

//新出现一款小米品牌的电视
public class XiaomiTV implements TV {
    @Override
    public void on() {
        System.out.println("Xiaomi TV is turned on.");
    }

    @Override
    public void off() {
        System.out.println("Xiaomi TV is turned off.");
    }

    @Override
    public void tuneChannel(int channel) {
        System.out.println("Xiaomi TV tuned to channel " + channel);
    }
}

使用遥控器控制小米电视：

public class BridgePatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        TV sonyTV = new SonyTV();
        RemoteControl sonyRemote = new BasicRemoteControl(sonyTV);
        sonyRemote.turnOn();
        sonyRemote.setChannel(5);
        sonyRemote.turnOff();

        TV samsungTV = new SamsungTV();
        RemoteControl samsungRemote = new BasicRemoteControl(samsungTV);
        samsungRemote.turnOn();
        samsungRemote.setChannel(10);
        samsungRemote.turnOff();

        //新增对小米电视的控制
        TV xiaomiTV = new XiaomiTV();
        RemoteControl samsungRemote = new BasicRemoteControl(xiaomiTV);
        samsungRemote.turnOn();
        samsungRemote.setChannel(10);
        samsungRemote.turnOff();
    }
}

2.2.2 抽象部分：变化

普通遥控器已经满足不了需求，需要一款能语音控制的智能遥控器。遥控器(抽象部分)的演进，不影响电视机(实现部分)的使用。

//新的抽象部分：智能遥控器 (在基本功能上，增加了语音控制)
public abstract class AdvancedRemoteControl extends RemoteControl {
    public AdvancedRemoteControl(TV tv) {
        super(tv);
    }

    public abstract void turnOnByVoice();

    public abstract void turnOffByVoice();

    public abstract void setChannelByVoice(int channel);
}


//具体新的抽象部分：智能遥控器
public class SmartRemoteControl extends AdvancedRemoteControl {
    public SmartRemoteControl(TV tv) {
        super(tv);
    }

    @Override
    public void turnOn() {
        tv.on();
    }

    @Override
    public void turnOff() {
        tv.off();
    }

    @Override
    public void setChannel(int channel) {
        tv.tuneChannel(channel);
    }

    @Override
    public void turnOnByVoice() {
        tv.on();
    }

    @Override
    public void turnOffByVoice() {
        tv.off();
    }

    @Override
    public void setChannelByVoice(int channel) {
        tv.tuneChannel(channel);
    }
}

使用智能遥控器控制三星电视机：

public class BridgePatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        TV sonyTV = new SonyTV();
        RemoteControl sonyRemote = new BasicRemoteControl(sonyTV);
        sonyRemote.turnOn();
        sonyRemote.setChannel(5);
        sonyRemote.turnOff();

        TV samsungTV = new SamsungTV();
        RemoteControl samsungRemote = new BasicRemoteControl(samsungTV);
        samsungRemote.turnOn();
        samsungRemote.setChannel(10);
        samsungRemote.turnOff();

        // 使用智能遥控器
        AdvancedRemoteControl smartRemote = new SmartRemoteControl(samsungTV);
        smartRemote.turnOn();
        smartRemote.setChannel(10);
        smartRemote.turnOff();
        smartRemote.turnOnByVoice();
        smartRemote.setChannelByVoice(20);
        smartRemote.turnOffByVoice();
    }
}

2.3 总结

在上述例子中，TV接口和它的实现类代表了实现部分，而RemoteControl抽象类和它的具体实现类代表了抽象部分。

通过这种分离，抽象定义了系统的功能接口，而实现则负责具体的操作细节。因此，它们可以独立变化：新的电视品牌可以通过实现TV接口添加，而遥控器的新功能可以通过扩展RemoteControl类来实现，而不会相互影响。

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