5.桥接模式（结构型）-灵析社区

五、桥接模式（结构型）

桥接模式是一种结构型设计模式，它通过将抽象部分与它的实现部分分离开来，使它们可以独立地变化。这种模式使用了面向对象的组合关系而不是继承。

桥接模式的核心思想是将一个类的功能层次结构和另一个类的实现层次结构分离开来，从而使它们可以各自发展而不相互影响。在这种模式中，抽象部分和实现部分通过一个桥接接口来连接起来，这个接口充当了两个部分之间的粘合剂。这使得我们可以根据需要对它们进行单独的修改，而不需要影响到整个系统。

通过使用桥接模式，我们可以将系统中的一个功能层次结构和另一个实现层次结构分离开来，并通过桥接接口进行连接。这样，不仅可以提高系统的灵活性和可扩展性，而且可以使系统更加易于维护和理解。

桥接模式的应用场景

桥接模式通常用于以下情况：

当一个类存在多个变化因素时，可以使用桥接模式来将这些变化因素分离出来，从而使每个变化因素都可以独立地变化；
当需要在运行时动态地切换一个对象的实现时，可以使用桥接模式。例如，在图形用户界面中，用户可以选择不同的主题，而每个主题都有其自己的颜色、字体等属性；
当需要扩展一个类的功能而不影响其它部分时，可以使用桥接模式。例如，我们想要为一个汽车类添加新的引擎类型，但不希望修改原来的汽车类代码和与其相关联的任何代码；
当需要将一个大类或一组紧密关联的类拆分成抽象部分和实现部分时，可以使用桥接模式。这种模式可以帮助我们更好地组织代码，提高代码的可读性和可维护性。

总之，桥接模式适用于需要将一个类或一组类的实现细节与抽象部分分离开来的任何场景。它可以提高代码的灵活性和可扩展性，并使代码更加易于理解和维护。

示例代码

下面是一个使用了桥接模式的示例代码。在这个例子中，我们有两个维度：算法和问题难度。算法的维度由 Algorithm 接口表示，包含一个返回 String 类型结果的 solve() 方法。问题难度的维度由 ProblemDifficulty 抽象类表示，它扩展自 Algorithm 接口，并且包含一个 String 类型的 difficulty 属性。

在实现中，我们将具体的算法分别实现为 DynamicProgramming 和 GreedyAlgorithm 类，它们都实现了 Algorithm 接口。我们还定义了三个不同难度级别的问题：SimpleProblem、MediumProblem 和 HardProblem，它们均扩展自 ProblemDifficulty 抽象类。

最后，在 Client 类中，我们创建问题对象并将其传递给相应的算法，以演示如何使用桥接模式来使问题和算法两个维度独立变化。

第一个维度（算法类别）的接口：

package cn.leetcode;

public interface Algorithm {

    String solve();

}

第一个维度（算法类别）的两个实现类：

package cn.leetcode;

public class DynamicProgramming implements Algorithm {

    @Override
    public String solve() {
        return "动态规划";
    }

}

package cn.leetcode;

public class GreedyAlgorithm implements Algorithm {

    @Override
    public String solve() {
        return "贪心算法";
    }

}

桥接类：

package cn.leetcode;

public abstract class ProblemDifficulty implements Algorithm {

    protected String difficulty;

    protected Algorithm algorithm;

}

第二个维度（难度等级）：

package cn.leetcode;

public class SimpleProblem extends ProblemDifficulty {

    public SimpleProblem(Algorithm algorithm) {
        super.algorithm = algorithm;
        difficulty = "简单";
    }

    @Override
    public String solve() {
        return "这是一道【" + difficulty + "】问题，使用【" + algorithm.solve() + "】解决";
    }

}

package cn.leetcode;

public class MediumProblem extends ProblemDifficulty {

    public MediumProblem(Algorithm algorithm) {
        super.algorithm = algorithm;
        difficulty = "中等";
    }

    @Override
    public String solve() {
        return "这是一道【" + difficulty + "】问题，使用【" + algorithm.solve() + "】解决";
    }

}

package cn.leetcode;

public class HardProblem extends ProblemDifficulty {

    public HardProblem(Algorithm algorithm) {
        super.algorithm = algorithm;
        difficulty = "困难";
    }

    @Override
    public String solve() {
        return "这是一道【" + difficulty + "】问题，使用【" + algorithm.solve() + "】解决";
    }

}

客户端：两个维度任意组合，避免类爆炸

package cn.leetcode;

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        Algorithm dp = new DynamicProgramming();
        Algorithm greedy = new GreedyAlgorithm();

        ProblemDifficulty simpleDpProblem = new SimpleProblem(dp);
        ProblemDifficulty mediumGreedyProblem = new MediumProblem(greedy);
        ProblemDifficulty hardDpProblem = new HardProblem(dp);

        System.out.println(simpleDpProblem.solve());
        System.out.println(mediumGreedyProblem.solve());
        System.out.println(hardDpProblem.solve());
    }

}

输出：

这是一道【简单】问题，使用【动态规划】解决
这是一道【中等】问题，使用【贪心算法】解决
这是一道【困难】问题，使用【动态规划】解决

总结

桥接模式是一种将抽象部分和实现部分分离的设计模式，通过建立一个桥接对象来连接抽象和实现，从而使它们可以独立地变化和扩展。桥接模式可以提高系统的灵活性和可扩展性，适用于需要将一个大类或一组紧密相关的类拆分成抽象和实现两个独立的层次结构，并且需要在它们之间建立桥接关系的情况。