设计模式——桥接模式

程序员的园

发布于 2024-07-18 13:36:53

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发布于 2024-07-18 13:36:53

桥接模式（Bridge Pattern），作为结构型设计模式的一种，桥接模式的核心精髓在于解耦两个乃至多个维度的变化（本文仅以两个维度为例），确保各个维度能够独立演化，互不干扰。它构筑了一道横跨各个维度的桥梁，促进各维度顺畅交互的同时，保持各自的独立边界。

应用背景

桥接模式着重适用于多维度变化的系统，如图形编辑器开发这类功能，用户需求多变，要求形状与颜色组合灵活。传统做法易导致类爆炸，维护成本陡增。桥接模式适时介入，通过精妙设计，有效应对此类扩展性难题。形如下图：

结构

上文提到桥接模式的核心精髓在于解耦两个乃至多个维度的变化，故此其必存在两个或多个不同的维度；每个维度有自己的接口层和实现层

维度1抽象：定义了维度1抽象接口，并内含对维度2的引用，作为沟通的桥梁。如上图中的Shape类
维度2抽象：定义了维度2抽象接口，如上图中的Color类
维度1实现：实现维度1接口，承载实际操作逻辑。如上图中的Circle和Square类
维度2实现：实现维度2接口，承载实际操作逻辑。如上图中的Green和Gray类

代码实现

借助桥接模式书写上述的图形编辑器开发功能，具体代码如下：

// 定义颜色接口
class Color {
public:
    virtual ~Color() {}
    virtual void applyColor() const = 0;
};

// 定义具体颜色类
class Green : public Color {
public:
    void applyColor() const override {
        std::cout << "Applying green color." << std::endl;
    }
};

class Gray : public Color {
public:
    void applyColor() const override {
        std::cout << "Applying gray color." << std::endl;
    }
};

//定义形状接口类
class Shape {
protected:
    Color* color;
public:
    Shape(Color* c) : color(c) {}
    virtual ~Shape() {}
    virtual void draw() const = 0;
    void setColor(Color* c) { color = c; }
};

//定义具体形状类
class Circle : public Shape {
public:
    Circle(Color* c) : Shape(c) {}
    void draw() const override {
        std::cout << "Drawing a circle.";
        color->applyColor();
    }
};

class Square : public Shape {
public:
    Square(Color* c) : Shape(c) {}
    void draw() const override {
        std::cout << "Drawing a square.";
        color->applyColor();
    }
};

//测试代码
int test_bridge() {
    auto* gray = new Gray();
    auto* green = new Green();

    Shape* circle = new Circle(gray);
    Shape* square = new Square(green);

    circle->draw(); // 输出：Drawing a circle. Applying gray color.
    square->draw(); // 输出：Drawing a square. Applying green color.

    // 动态改变颜色
    circle->setColor(green);
    square->setColor(gray);

    circle->draw(); // 输出：Drawing a circle. Applying green color.
    square->draw(); // 输出：Drawing a square. Applying gray color.

    delete circle;
    delete square;
    delete green;
    delete gray;

    return 0;
}

总结

桥接模式通过将各个维度分离，赋予了软件设计更高的灵活性和扩展性。它不仅减少了类的数量，简化了系统结构，还促进了代码的重用，提升了系统的维护性和可测试性。掌握桥接模式，无疑是我们C++开发者手中的一把利器，助我们在编程征途中游刃有余，创造出更加健壮和灵活的软件架构。

本文参与腾讯云自媒体同步曝光计划，分享自微信公众号。

原始发表：2024-05-29，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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