桥接模式（Bridge Pattern）

概述

桥接模式是一种结构型设计模式，它通过将抽象部分与其实现部分分离，使得两者可以独立地变化。这种模式能够有效应对多维度变化的需求，让系统更加灵活且易于扩展。桥接模式的关键在于定义一个接口（抽象），用来连接两个独立的层次结构：一个是抽象的，另一个是实现的。这样，当实现部分需要变化或者增加新的实现时，不会影响到抽象部分的客户端代码。

目的

在软件开发中，我们经常遇到这样的情况：一个类（或一组类）可能需要在不同的时间点或者环境下，采用不同的实现方式。如果直接将这些实现细节硬编码到抽象类中，将会导致抽象类变得异常复杂，难以维护，并且限制了系统的可扩展性。桥接模式通过将变化的部分（实现细节）从不变的部分（抽象接口）中分离出来，解决了这一问题。

结构

• Abstraction（抽象类）：定义抽象接口，并包含一个对Implementor（实现者）对象的引用。

• Refined Abstraction（修正抽象类）：扩展Abstraction，提供具体的操作实现，但这些操作都会委托给Implementor来完成。

• Implementor（实现者接口）：定义实现类的接口，但不提供具体实现。

• Concrete Implementor（具体实现类）：实现Implementor接口，提供具体实现。

代码示例

// Implementor（实现者接口）
interface DrawAPI {
    void drawCircle(int radius, int x, int y);
}

// Concrete Implementor A
class RedCircle implements DrawAPI {
    @Override
    public void drawCircle(int radius, int x, int y) {
        System.out.println("Drawing Circle[ color: red, radius: " + radius + ", x: " + x + ", y: " + y + "]");
    }
}

// Concrete Implementor B
class GreenCircle implements DrawAPI {
    @Override
    public void drawCircle(int radius, int x, int y) {
        System.out.println("Drawing Circle[ color: green, radius: " + radius + ", x: " + x + ", y: " + y + "]");
    }
}

// Abstraction
abstract class Shape {
    protected DrawAPI drawAPI;
    
    public Shape(DrawAPI drawAPI){
        this.drawAPI = drawAPI;
    }
    
    abstract void draw();
}

// Refined Abstraction
class Circle extends Shape {
    private int x, y, radius;
    
    public Circle(int x, int y, int radius, DrawAPI drawAPI) {
        super(drawAPI);
        this.x = x; 
        this.y = y; 
        this.radius = radius;
    }
    
    @Override
    public void draw() {
        drawAPI.drawCircle(radius, x, y);
    }
}

// Client Code
public class BridgePatternDemo {

    public static void main(String[ ] args) {

        Shape redCircle = new Circle(100, 100, 10, new RedCircle());
        Shape greenCircle = new Circle(100, 100, 10, new GreenCircle());
        
        redCircle.draw();
        greenCircle.draw();
    }
}

适用场景

• 当一个类存在两个独立变化的维度，且这两个维度都需要进行扩展时。

• 需要通过不同方式实现同一组接口，且希望客户端能够独立于这组实现时。

• 避免大量使用多重条件语句（如if-else或switch-case）来选择使用哪种实现方式的情况。

优点

1. 分离抽象与实现：使得抽象和实现可以独立地变化，提高了系统的灵活性和可扩展性。

2. 更好的扩展性：新增实现类或抽象类时，不需要修改现有代码，符合开闭原则。

3. 减少代码重复：相同的实现细节可以被多个抽象类共享，减少了代码量。

缺点

1. 增加了系统的复杂度：引入了额外的抽象和接口，初学者可能会感到困惑。

2. 过度设计的风险：如果系统的变化并不频繁或者复杂度不高，使用桥接模式可能会造成不必要的复杂性。

在这个例子中，DrawAPI是实现者接口，RedCircle和GreenCircle是具体的实现类，Shape是抽象类，而Circle是修正抽象类。通过桥接模式，我们可以轻松地为形状添加新的绘制颜色，而无需修改现有的形状类。