【Java 设计模式】结构型之桥接模式

桥接模式（Bridge Pattern）是一种结构型设计模式，它将抽象部分与实现部分分离，使它们可以独立变化，从而降低它们之间的耦合。桥接模式通过将抽象部分和实现部分分离，使得它们可以独立地变化，同时在它们之间建立一个桥梁。在本文中，我们将介绍 Java 中桥接模式的定义、结构、使用场景以及如何在实际开发中应用。

1. 定义

桥接模式是一种结构型设计模式，它通过将抽象部分和实现部分分离，使得它们可以独立地变化。桥接模式的核心思想是通过聚合而不是继承来连接不同的抽象和实现。

桥接模式通常包含四个主要角色：抽象类（Abstraction）、扩展抽象类（RefinedAbstraction）、实现接口（Implementor）和具体实现类（ConcreteImplementor）。

• 抽象类（Abstraction）： 定义抽象部分的接口，并包含一个指向实现接口的引用
• 扩展抽象类（RefinedAbstraction）： 对抽象类的扩展，通常用于添加额外的功能或修改抽象部分的行为
• 实现接口（Implementor）： 定义实现部分的接口，提供基本的操作
• 具体实现类（ConcreteImplementor）： 实现实现接口，提供具体的操作

2. 应用场景

桥接模式通常在以下场景中使用：

1. 抽象和实现部分的变化独立：

   当抽象和实现部分的变化独立时，可以使用桥接模式。这样可以使得两者可以独立地扩展，而不会相互影响

2. 一个类存在多个独立变化的维度：

   当一个类存在多个独立变化的维度时，可以使用桥接模式。例如，一个形状类可能在颜色和形状两个维度上都有变化

3. 不希望使用继承：

   当不希望使用继承来实现抽象和实现之间的连接时，可以使用桥接模式。桥接模式通过聚合而不是继承来连接抽象和实现，降低了耦合度

3. 代码实现

下面通过一个简单的例子来演示桥接模式的实现。假设有一个形状（Shape）类和一个颜色（Color）接口，需要在这两者之间建立桥梁。

实现接口 - 颜色 Color

package com.cheney.demo;

interface Color {
    String applyColor();
}

具体实现类 - 红色 Red

package com.cheney.demo;

class Red implements Color {
    @Override
    public String applyColor() {
        return "红色";
    }
}

具体实现类 - 绿色 Green

package com.cheney.demo;

class Green implements Color {
    @Override
    public String applyColor() {
        return "绿色";
    }
}

抽象类 - 形状 Shape

package com.cheney.demo;

abstract class Shape {
    protected Color color;

    public Shape(Color color) {
        this.color = color;
    }

    abstract String draw();
}

扩展抽象类 - 圆形 Circle

package com.cheney.demo;

class Circle extends Shape {
    public Circle(Color color) {
        super(color);
    }

    @Override
    String draw() {
        return "画一个圆，使用颜色是：" + color.applyColor();
    }
}

扩展抽象类 - 方形 Square

package com.cheney.demo;

class Square extends Shape {
    public Square(Color color) {
        super(color);
    }

    @Override
    String draw() {
        return "画一个方形，使用颜色是：" + color.applyColor();
    }
}

客户端启动类 Main

package com.cheney.demo;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建颜色实现类
        Color red = new Red();
        Color green = new Green();

        // 创建形状并指定颜色
        Shape redCircle = new Circle(red);
        Shape greenSquare = new Square(green);

        // 绘制形状
        System.out.println(redCircle.draw());
        System.out.println(greenSquare.draw());
    }
}

执行结果：

在上述例子中，Color 是实现接口，定义了应用颜色的操作。Red 和 Green 是具体实现类，分别表示红色和绿色。

Shape 是抽象类，包含一个指向颜色实现接口的引用，并定义了绘制形状的抽象方法。Circle 和 Square 是扩展抽象类，分别表示圆形和方形，通过构造方法指定颜色。

在客户端中，我们创建了红色和绿色的实现类，并使用它们来创建圆形和方形。通过桥接模式，我们将形状和颜色分离，使得它们可以独立变化。这样，我们可以轻松地添加新的颜色或形状而不影响原有的类结构。

结语

桥接模式是一种强大的设计模式，通过将抽象和实现分离，使得它们可以独立变化。在实际开发中，桥接模式常被用于处理多维度变化的场景，例如在图形界面中处理不同外观和主题的变化。通过合理使用桥接模式，可以使系统更加灵活、可扩展，并且更容易维护。