这里以电视遥控器的一个例子来引出桥接模式解决的问题,首先,我们每个牌子的电视机都有一个遥控器,此时我们能想到的一个设计是——把遥控器做为一个抽象类,抽象类中提供遥控器的所有实现,其他具体电视品牌的遥控器都继承这个抽象类,具体设计类图如下:
这样的实现使得每部不同型号的电视都有自己遥控器实现,这样的设计对于电视机的改变可以很好地应对,只需要添加一个派生类就搞定了,但随着时间的推移,用户需要改变遥控器的功能,如:用户可能后面需要对遥控器添加返回上一个台等功能时,此时上面的设计就需要修改抽象类RemoteControl的提供的接口了,此时可能只需要向抽象类中添加一个方法就可以解决了,但是这样带来的问题是我们改变了抽象的实现,如果用户需要同时改变电视机品型号和遥控器功能时,上面的设计就会导致相当大的修改,显然这样的设计并不是好的设计。然而使用桥接模式可以很好地解决这个问题,下面让我具体看看桥接模式是如何实现的。
定义
桥接模式即将抽象部分与实现部分脱耦,使它们可以独立变化。对于上面的问题中,抽象化也就是RemoteControl类,实现部分也就是On()、Off()、NextChannel()等这样的方法(即遥控器的实现),上面的设计中,抽象化和实现部分在一起,桥接模式的目的就是使两者分离,根据面向对象的封装变化的原则,我们可以把实现部分的变化(也就是遥控器功能的变化)封装到另外一个类中,这样的一个思路也就是桥接模式的实现,大家可以对照桥接模式的实现代码来解决我们的分析思路。
桥接模式实现
上面定义部分已经给出了我们桥接模式的目的以及实现思路了,下面让我们具体看看桥接模式是如何解决引言部分设计的不足。
抽象化部分的代码:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
|
/// <summary>
/// 抽象概念中的遥控器,扮演抽象化角色
/// </summary>
public class RemoteControl
{
// 字段
private TV implementor;
// 属性
public TV Implementor
{
get { return implementor; }
set { implementor = value; }
}
/// <summary>
/// 开电视机,这里抽象类中不再提供实现了,而是调用实现类中的实现
/// </summary>
public virtual void On()
{
implementor.On();
}
/// <summary>
/// 关电视机
/// </summary>
public virtual void Off()
{
implementor.Off();
}
/// <summary>
/// 换频道
/// </summary>
public virtual void SetChannel()
{
implementor.tuneChannel();
}
}
/// <summary>
/// 具体遥控器
/// </summary>
public class ConcreteRemote : RemoteControl
{
public override void SetChannel()
{
Console.WriteLine( "---------------------" );
base .SetChannel();
Console.WriteLine( "---------------------" );
}
}
|
遥控器的实现方法部分代码,即实现化部分代码,此时我们用另外一个抽象类TV封装了遥控器功能的变化,具体实现交给具体型号电视机去完成:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
|
/// <summary>
/// 电视机,提供抽象方法
/// </summary>
public abstract class TV
{
public abstract void On();
public abstract void Off();
public abstract void tuneChannel();
}
/// <summary>
/// 长虹牌电视机,重写基类的抽象方法
/// 提供具体的实现
/// </summary>
public class ChangHong : TV
{
public override void On()
{
Console.WriteLine( "长虹牌电视机已经打开了" );
}
public override void Off()
{
Console.WriteLine( "长虹牌电视机已经关掉了" );
}
public override void tuneChannel()
{
Console.WriteLine( "长虹牌电视机换频道" );
}
}
/// <summary>
/// 三星牌电视机,重写基类的抽象方法
/// </summary>
public class Samsung : TV
{
public override void On()
{
Console.WriteLine( "三星牌电视机已经打开了" );
}
public override void Off()
{
Console.WriteLine( "三星牌电视机已经关掉了" );
}
public override void tuneChannel()
{
Console.WriteLine( "三星牌电视机换频道" );
}
}
|
采用桥接模式的客户端调用代码:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
|
/// <summary>
/// 以电视机遥控器的例子来演示桥接模式
/// </summary>
class Client
{
static void Main( string [] args)
{
// 创建一个遥控器
RemoteControl remoteControl = new ConcreteRemote();
// 长虹电视机
remoteControl.Implementor = new ChangHong();
remoteControl.On();
remoteControl.SetChannel();
remoteControl.Off();
Console.WriteLine();
// 三星牌电视机
remoteControl.Implementor = new Samsung();
remoteControl.On();
remoteControl.SetChannel();
remoteControl.Off();
Console.Read();
}
}
|
上面桥接模式的实现中,遥控器的功能实现方法不在遥控器抽象类中去实现了,而是把实现部分用来另一个电视机类去封装它,然而遥控器中只包含电视机类的一个引用,同时这样的设计也非常符合现实生活中的情况(我认为的现实生活中遥控器的实现——遥控器中并不包含换台,打开电视机这样的功能的实现,遥控器只是包含了电视机上这些功能的引用,然后红外线去找到电视机上对应功能的的实现)。通过桥接模式,我们把抽象化和实现化部分分离开了,这样就可以很好应对这两方面的变化了。
另一个实例
来看一下经常用来被举例的汽车对象。
首先定义Abstraction。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
|
public abstract class Car
{
public IEngine _engine;
public Car(IEngine engine)
{
_engine = engine;
}
public virtual void Start()
{
_engine.Start();
}
public virtual void Stop()
{
_engine.Stop();
}
}
|
接着实现不同的汽车类型。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
|
public class Bus : Car
{
public Bus(IEngine engine)
: base (engine)
{
}
public override void Start()
{
base .Start();
Console.WriteLine( "Bus Start" );
}
public override void Stop()
{
base .Stop();
Console.WriteLine( "Bus Stop" );
}
}
public class Limousine : Car
{
public Limousine(IEngine engine)
: base (engine)
{
}
public override void Start()
{
base .Start();
Console.WriteLine( "Limousine Start" );
}
public override void Stop()
{
base .Stop();
Console.WriteLine( "Limousine Stop" );
}
}
|
再定义第二个变化维度,即发动机的接口。
1
2
3
4
5
|
public interface IEngine
{
void Start();
void Stop();
}
|
最后实现不同的发动机。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
|
public class GasEngine : IEngine
{
public void Start()
{
Console.WriteLine( "Gas Engine Start" );
}
public void Stop()
{
Console.WriteLine( "Gas Engine Stop" );
}
}
public class DieselEngine : IEngine
{
public void Start()
{
Console.WriteLine( "Diesel Engine Start" );
}
public void Stop()
{
Console.WriteLine( "Diesel Engine Stop" );
}
}
|