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C#面向對象設計模式縱橫談 第8講:Bridge 橋接模式
C#面向對象設計模式縱橫談 第8講:Bridge 橋接模式
MSDN 網絡廣播 李建忠     阅读简体中文版

2006.1.12 李建忠

抽象與實現

抽象不應該依賴于實現細節,實現細節應該依賴于抽象。

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問題在于如果抽象B由于固有的原因,本身并不穩定,也有可能變化,怎么辦?

 

舉例來說

假如我們需要開發一個同時支持PC和手機的坦克游戲,游戲在PC和手機上功能都一樣,都有同樣的類型,面臨同樣的功能需求變化,比如坦克可能有很多種不同的型號:T50,T75,T90……

對于其中的坦克設計,我們可能很容易設計出來一個Tank的抽象基類,然后各種不同型號的Tank繼承自該類;

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另外的變化原因

但是PC和手機上的圖形繪制、聲效、操作等實現完全不同……因此對于各種型號的坦克,都要提供各種不同平臺上的坦克實現:

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這樣的設計會帶來很多問題:有很多重復代碼,類的結構過于復雜,難以維護,最致命的是引入任何新平臺,比如在TV上的Tank游戲,都會讓整個類層級結構復雜化。

 

動機(Motivation)

思考上述問題的癥結:事實上由于Tank類型的固有邏輯,使得Tank類型具有了兩個變化的維度——一個變化的維度為“平臺的變化”,一個變化的維度為“型號的變化”。

如何應對這種“多維度的變化”?如何利用面向對象技術來使得Tank類型可以輕松地沿著“平臺”和“型號”兩個方向變化,而不引入額外的復雜度?

 

意圖(Intent)

將抽象部分與實現部分分離,使它們都可以獨立地變化。

——《設計模式》GoF

橋模式不能只是認為是抽象和實現的分離,它其實并不僅限于此。如下面的例子,兩個都是抽象的部分。更確切的理解,應該是將一個事物中多個維度的變化分離。

 

例說Bridge應用

版本一

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先寫各種不同的坦克型號類T50、T75等繼承自Tank,然后再讓各種平臺的坦克繼承自對應型號的類,如PCT50,PCT75繼承自T50等。這樣設計可能會有很多重復的代碼,例PCT50和PCT75。

 

版本二

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因為平臺和坦克型號都是變化,所以我們把平臺的變化作為屬性放到基抽象類中。

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平臺實現類

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下面是整個代碼的骨架

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Tank的型號,和Tank的平臺都繼承自各自的抽象類,因此它們的變化都不會影響到對方。而它們之間的關聯,我們使用組合的方式,把平臺類放到Tank類中作為屬性。這再次體現了組合優先于繼承的思想。多繼承的方法就是版本一的代碼,這種方式子類和父類的關系太緊,造成緊耦合。

這就是橋模式,把變化引出了基類Tank,使得Tank僅守與型號的變化。

 

應用程序

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在環境交互中使用的都是抽象類,并且把平臺實現隱藏,在應用程序中new平臺的方式也可以根據情況用Singleton模式或者Abstract Factory模式等實現。

 

結構(Structure)

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其中imp的地方就是一個組合。Abstraction就是我們之前例子中的Tank,它的子類RefinedAbstraction就是T50等型號。Implementor是TankPlatformImplementation類,ConcreteImplementorA和ConcreteImplementorB分別是PCTankImplementation和MobileTankImplementation。

整個設計模式的關鍵就是組合的使用。

 

Bridge模式的幾個要點

Bridge模式使用“對象間的組合關系”解耦了抽象和實現之間固有的綁定關系,使得抽象(Tank的型號)和實現(不同的平臺)可以沿著格子的維度來變化。

所謂抽象和實現沿著各自維度的變化,即“子類化”它們(比如不同的Tank型號子類,和不同的平臺子類),得到各個子類之后,便可以任意組合它們,從而獲得不同平臺上的不同型號。

Bridge模式有時候類似于多繼承方案,但是多繼承方案往往違背單一職責原則(即一個類只有一個變化的原因),復用性比較差。Bridge模式是比多繼承方案更好的解決方法。

下面是針對上面的例子,多繼承接口的一種寫法: 

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這樣PCT50既需要寫T50的實現,又要寫Platform的實現,它把型號和平臺的變化都引入了PCT50。這樣就把兩個本不該扭在一起的事務扭在了一起,這樣的設計更加糟糕,而且也違背了類的單一職責原則。

Bridge模式的應用一般在“兩個非常強的變化維度”,有時候即使有兩個變化的維度,但是某個方向的變化維度并不劇烈——換言之兩個變化不會導致縱橫交錯的結果,并不一定要使用Bridge模式。

 

橋模式并不同于適配器模式,適配器模式其實是一個事后諸葛亮,當發現以前的東西不適用了才去做一個彌補的措施。橋模式相對來說所做的改變比適配器模式早,它可以適用于有兩個甚至兩個以上維度的變化。

2010.10.1

2013-08-22 08:45

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