设计模式——单一职责模式之桥模式

Gnep@97

发布于 2023-08-10 10:33:01

1380

发布于 2023-08-10 10:33:01

文章被收录于专栏：Gnep's_Technology_BlogGnep's_Technology_Blog

前言

一、“单一职责” 模式

在软件组件的设计中，如果责任划分的不清晰，使用继承得到的结果往往是随着需求的变化，子类急剧膨胀，同时充斥着重复代码，这时候的关键是划清责任。
典型模式
- Decorator
- Bridge

二、Bridge 桥模式

1、动机

由于某些类型的固有的实现逻辑，使得它们具有两个变化的维度，乃至多个纬度的变化。
如何应对这种“多维度的变化”？如何利用面向对象技术来使得类型可以轻松地沿着两个乃至多个方向变化，而不引入额外的复杂度？

2、模式定义

将抽象部分(业务功能)与实现部分(平台实现)分离，使它们都可以独立地变化。

3、伪代码示例

bridge1.cpp

//bridge1.cpp
class Messager{
public:
    virtual void Login(string username, string password)=0;
    virtual void SendMessage(string message)=0;
    virtual void SendPicture(Image image)=0;
 
    virtual void PlaySound()=0;
    virtual void DrawShape()=0;
    virtual void WriteText()=0;
    virtual void Connect()=0;
    
    virtual ~Messager(){}
};
 
 
//平台实现 n
//类的数目：1 + n + m * n
class PCMessagerBase : public Messager{
public:
    virtual void PlaySound(){
        //**********
    }
    
    virtual void DrawShape(){
        //**********
    }
    
    virtual void WriteText(){
        //**********
    }
    
    virtual void Connect(){
        //**********
    }
};
 
class MobileMessagerBase : public Messager{
public:
    virtual void PlaySound(){
        //==========
    }
    
    virtual void DrawShape(){
        //==========
    }
    
    virtual void WriteText(){
        //==========
    }
    
    virtual void Connect(){
        //==========
    }
};
 
 
//业务抽象 
class PCMessagerLite : public PCMessagerBase {
public:
    virtual void Login(string username, string password){
        
        PCMessagerBase::Connect();
        //........
    }
    virtual void SendMessage(string message){
        
        PCMessagerBase::WriteText();
        //........
    }
    virtual void SendPicture(Image image){
        
        PCMessagerBase::DrawShape();
        //........
    }
};
 
class PCMessagerPerfect : public PCMessagerBase {
public:
    
    virtual void Login(string username, string password){
        
        PCMessagerBase::PlaySound();
        //********
        PCMessagerBase::Connect();
        //........
    }
    virtual void SendMessage(string message){
        
        PCMessagerBase::PlaySound();
        //********
        PCMessagerBase::WriteText();
        //........
    }
    virtual void SendPicture(Image image){
        
        PCMessagerBase::PlaySound();
        //********
        PCMessagerBase::DrawShape();
        //........
    }
};
 
 
class MobileMessagerLite : public MobileMessagerBase {
public:
    
    virtual void Login(string username, string password){
        
        MobileMessagerBase::Connect();
        //........
    }
    
    virtual void SendMessage(string message){
        
        MobileMessagerBase::WriteText();
        //........
    }
    
    virtual void SendPicture(Image image){
        
        MobileMessagerBase::DrawShape();
        //........
    }
};
 
 
class MobileMessagerPerfect : public MobileMessagerBase {
public:
    
    virtual void Login(string username, string password){
        
        MobileMessagerBase::PlaySound();
        //********
        MobileMessagerBase::Connect();
        //........
    }
    virtual void SendMessage(string message){
        
        MobileMessagerBase::PlaySound();
        //********
        MobileMessagerBase::WriteText();
        //........
    }
    virtual void SendPicture(Image image){
        
        MobileMessagerBase::PlaySound();
        //********
        MobileMessagerBase::DrawShape();
        //........
    }
};
 
void Process(){
    //编译时装配
    Messager *m = new MobileMessagerPerfect();
}

基于装饰模式的经验，将业务的继承修改为组合，进行如下的修改：

class Messager{
public:
    //存在着多个变化的维度：平台实现 + 业务抽象
    virtual void Login(string username, string password)=0;
    virtual void SendMessage(string message)=0;
    virtual void SendPicture(Image image)=0;
 
    virtual void PlaySound()=0;
    virtual void DrawShape()=0;
    virtual void WriteText()=0;
    virtual void Connect()=0;
    
    virtual ~Messager(){}
};
 
//平台实现 n
//类的数目：1 + n + m * n
//主要到这个类里只实现了Messager这个类的部分接口
class PCMessagerBase : public Messager{
public:
    virtual void PlaySound(){
        //**********
    }
    
    virtual void DrawShape(){
        //**********
    }
    
    virtual void WriteText(){
        //**********
    }
    
    virtual void Connect(){
        //**********
    }
};
 
class MobileMessagerBase : public Messager{
public:
    virtual void PlaySound(){
        //==========
    }
    
    virtual void DrawShape(){
        //==========
    }
    
    virtual void WriteText(){
        //==========
    }
    
    virtual void Connect(){
        //==========
    }
};
 
 
//业务抽象 
//主要到这个类里只需要实现了Messager这个类的部分接口，如果继承Messager是不合适的
class MessagerLite {
    Messager* messager; //指针才具有多态性
public:
    virtual void Login(string username, string password){
        
        messager->Connect();
        //........
    }
    virtual void SendMessage(string message){
        
        messager->WriteText();
        //........
    }
    virtual void SendPicture(Image image){
        
        messager->DrawShape();
        //........
    }
};
 
 
class MessagerPerfect {
    Messager* messager;
public:
    
    virtual void Login(string username, string password){
        messager->PlaySound();
        //********
        messager->Connect();
        //........
    }
    
    virtual void SendMessage(string message){
        
        messager->PlaySound();
        //********
        messager->WriteText();
        //........
    }
    
    virtual void SendPicture(Image image){
        
        messager->PlaySound();
        //********
        messager->DrawShape();
        //........
    }
};
 
void Process(){
    //编译时装配
    Messager *m = new MobileMessagerPerfect();
}

PCMessageBase 类和 MessagerLite、MessagerPerfect 类都各自只实现了 Messager 的部分接口，说明 Messager 中的两部分的接口不应该放到一起，应该进行拆分：

bridge2.cpp

//bridge2.cpp
class Messager{
protected:
     MessagerImp* messagerImp;// MessagerImp
public:
    Messager(MessagerImpl* mimp) : messagerImpl(mimp) { }
    virtual void Login(string username, string password)=0;
    virtual void SendMessage(string message)=0;
    virtual void SendPicture(Image image)=0;
    
    virtual ~Messager(){}
};
 
class MessagerImp{
public:
    virtual void PlaySound()=0;
    virtual void DrawShape()=0;
    virtual void WriteText()=0;
    virtual void Connect()=0;
    
    virtual ~MessagerImp(){}
};
 
 
//平台实现 n
class PCMessagerImp : public MessagerImp{
public:
    
    virtual void PlaySound(){
        //**********
    }
    virtual void DrawShape(){
        //**********
    }
    virtual void WriteText(){
        //**********
    }
    virtual void Connect(){
        //**********
    }
};
 
class MobileMessagerImp : public MessagerImp{
public:
    
    virtual void PlaySound(){
        //==========
    }
    virtual void DrawShape(){
        //==========
    }
    virtual void WriteText(){
        //==========
    }
    virtual void Connect(){
        //==========
    }
};
 
//业务抽象 m
//类的数目：1+n+m
class MessagerLite : public Messager {
public:
    MessagerLite(MessagerImp* mimp) : Messager(mimp) { 
        
    }
    virtual void Login(string username, string password){
        
        messagerImp->Connect(); //messagerImpl字段在父类中声明了
        //........
    }
    virtual void SendMessage(string message){
        
        messagerImp->WriteText();
        //........
    }
    virtual void SendPicture(Image image){
        
        messagerImp->DrawShape();
        //........
    }
};
 
 
class MessagerPerfect  :public Messager {
public: 
    MessagerPerfect(MessagerImp* mimp) : Messager(mimp) { 
        
    }
    virtual void Login(string username, string password){
        
        messagerImp->PlaySound();
        //********
        messagerImp->Connect();
        //........
    }
    virtual void SendMessage(string message){
        
        messagerImp->PlaySound();
        //********
        messagerImp->WriteText();
        //........
    }
    virtual void SendPicture(Image image){
        
        messagerImp->PlaySound();
        //********
        messagerImp->DrawShape();
        //........
    }
};
 
void Process(){
    //运行时装配
    MessagerImp* mImp = new PCMessagerImp();
    Messager *m = new MessagerPerfect(mImp);
}

4、结构

【注】：

Abstraction -> Messgaer (稳定) 【imp对应到代码中就是 Messager 中有一个MessagerImpl类型的指针变量】
Implementor -> MessagerImpl （稳定）
RefinedAbstraction -> MessagerLite / MessagerPerfect (变化)
ConcreteImplementorX -> XXMessagerImpl (变化)

两个方向独立变化，而不是杂糅在一起。

总结

Bridge 模式使用“对象间的组合关系”解耦了抽象和实现之间固有的绑定关系，使得抽象和实现可以沿着各自的维度来变化。所谓抽象和实现沿着各自纬度的变化，即“子类化”它们。
Bridge 模式有时候类似于多继承方案，但是多继承方案往往违背单一职责原则（即一个类只有一个变化的原因），复用性比较差。Bridge 模式是比多继承方案更好的解决方法。
Bridge 模式的应用一般在“两个非常强的变化维度”，有时一个类也有多于两个的变化维度，这时可以使用 Bridge的扩展模式。

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原始发表：2023-05-12，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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