掌握设计模式--桥接模式

桥接设计模式（Bridge Pattern）是一种结构型设计模式，它通过将抽象部分与实现部分分离，使它们可以独立地变化。这种模式特别适合于需要在多个维度上扩展的场景，避免了类爆炸（类的数量随着组合需求呈指数级增长）的情况。
核心思想

• 抽象部分：定义对象的主要功能或者高层操作接口。
  
• 实现部分：实现抽象部分定义的具体功能。
  
• 桥接：通过组合（而非继承）将抽象部分与实现部分连接在一起。
  

桥接模式关注的是将抽象层和实现层解耦，使得它们可以独立变化，以便应对复杂的变化场景。通过这种分离，抽象和实现可以独立扩展，不会互相影响，通常是为了处理多维度扩展问题。
组成部分

• Abstraction（抽象类）
  

• 定义抽象的接口或基类。
  
• 持有一个对实现类（Implementor）的引用。
  

• RefinedAbstraction（细化抽象类）
  

• 扩展或实现抽象类的功能。
  

• Implementor（实现类接口）
  

• 定义实现类的通用接口。
  

• ConcreteImplementor（具体实现类）
  

• 实现 Implementor 接口的具体逻辑。
  

案例--支付系统中的桥接模式

在支付系统中，我们需要支持不同的支付方式（如微信支付、支付宝支付、信用卡支付等），而且支付方式可能会随着时间和需求的变化而不断增加。同时，每种支付方式又可能需要处理不同的支付类型（例如，消费、退款等操作）。桥接模式可以帮助我们将支付方式和支付类型分离，让它们独立扩展，减少类的数量。
0. 类图

1. 抽象部分：支付操作

首先，我们定义一个抽象的 Payment 类，代表支付操作。该类包含一个指向支付方式的引用，支付方式可以是微信支付、支付宝支付等。

1. // Abstraction: 抽象的支付操作类
2. abstract class Payment {
3.     protected PaymentMethod paymentMethod; // 支付方式
5.     public Payment(PaymentMethod paymentMethod) {
6.         this.paymentMethod = paymentMethod;
7.     }
9.     // 执行支付操作
10.     abstract void executePayment(double amount);
11. }

复制代码

2. 具体支付操作：消费和退款

然后，我们定义两种支付类型：消费和退款。每种支付类型都可以独立扩展。

1. // RefinedAbstraction: 消费支付
2. class ConsumerPayment extends Payment {
3.     public ConsumerPayment(PaymentMethod paymentMethod) {
4.         super(paymentMethod);
5.     }
7.     @Override
8.     void executePayment(double amount) {
9.         System.out.println("Initiating consumer payment of " + amount + " using " + paymentMethod.getMethodName());
10.         paymentMethod.processPayment(amount);
11.     }
12. }
14. // RefinedAbstraction: 退款支付
15. class RefundPayment extends Payment {
16.     public RefundPayment(PaymentMethod paymentMethod) {
17.         super(paymentMethod);
18.     }
20.     @Override
21.     void executePayment(double amount) {
22.         System.out.println("Initiating refund payment of " + amount + " using " + paymentMethod.getMethodName());
23.         paymentMethod.processPayment(amount);
24.     }
25. }

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3. 实现部分：支付方式

接下来，我们定义支付方式接口 PaymentMethod，以及它的具体实现类：微信支付、支付宝支付、信用卡支付等。

1. // Implementor: 支付方式接口
2. interface PaymentMethod {
3.     String getMethodName(); // 获取支付方式名称
4.     void processPayment(double amount); // 处理支付操作
5. }
7. // ConcreteImplementor: 微信支付
8. class WeChatPayment implements PaymentMethod {
9.     @Override
10.     public String getMethodName() {
11.         return "WeChat Payment";
12.     }
14.     @Override
15.     public void processPayment(double amount) {
16.         System.out.println("Processing payment of " + amount + " through WeChat.");
17.     }
18. }
20. // ConcreteImplementor: 支付宝支付
21. class AlipayPayment implements PaymentMethod {
22.     @Override
23.     public String getMethodName() {
24.         return "Alipay Payment";
25.     }
27.     @Override
28.     public void processPayment(double amount) {
29.         System.out.println("Processing payment of " + amount + " through Alipay.");
30.     }
31. }
33. // ConcreteImplementor: 信用卡支付
34. class CreditCardPayment implements PaymentMethod {
35.     @Override
36.     public String getMethodName() {
37.         return "Credit Card Payment";
38.     }
40.     @Override
41.     public void processPayment(double amount) {
42.         System.out.println("Processing payment of " + amount + " through Credit Card.");
43.     }
44. }

复制代码

4. 使用桥接模式的客户端

我们可以通过客户端代码来进行测试。客户端可以动态地组合不同的支付方式和支付操作类型（如消费或退款）。

1. public class BridgePatternExample {
2.     public static void main(String[] args) {
3.         // 使用微信支付进行消费
4.         Payment payment1 = new ConsumerPayment(new WeChatPayment());
5.         payment1.executePayment(100.0);
7.         // 使用支付宝支付进行退款
8.         Payment payment2 = new RefundPayment(new AlipayPayment());
9.         payment2.executePayment(50.0);
11.         // 使用信用卡支付进行消费
12.         Payment payment3 = new ConsumerPayment(new CreditCardPayment());
13.         payment3.executePayment(200.0);
14.     }
15. }

复制代码

5. 运行结果

我们通过桥接模式将支付操作（抽象）和支付方式（具体）分离开来，使得支付操作和支付方式可以独立扩展。之所以，称支付操作为抽象部分、支付方式为具体部分，那是因为支付操作并没有实实在在调用支付接口完成支付操作，而是由支付方式去调用支付接口完成的支付操作。 如果将来我们需要添加新的支付操作（例如银行转账等）或支付方式（例如代付、分期付款等），我们可以独立地扩展它们，而不需要修改现有的代码。
桥接模式与策略模式的对比

• 策略模式：如果你希望在运行时动态地切换支付方式，而不需要知道具体的支付操作（如消费、退款等），策略模式更合适。在这种模式下，我们将支付方式作为一种策略，并在运行时选择适当的策略来处理支付。
  
• 桥接模式：如果你有多个维度需要扩展（比如支付操作和支付方式），并且希望将抽象和实现分离，使得它们可以独立变化，桥接模式则更为合适。桥接模式适合需要同时支持多个变化维度（例如支付方式和支付类型）的场景。
  

桥接模式的优点

• 分离抽象和实现：可以分别独立开发，不互相影响；
  
• 提高系统的扩展性：增加新的抽象类或实现类都非常方便；
  
• 多维度遵循开闭原则：在多维度场景问题中，修改或扩展某一维度不会影响其他部分。
  

桥接模式的适用场景

• 一个类有两个（或多个）独立变化的维度，且需要独立扩展时。
  
• 不希望通过继承增加类的数量。
  
• 需要在运行时切换实现。
  

总结

桥接模式通过将抽象部分和实现部分分离，极大地增强了代码的灵活性和可维护性。它是一种非常实用的设计模式，尤其在需要扩展多个维度的场景中，可以显著减少代码复杂度。
桥接模式强调抽象和实现分离及多维度扩展，在这些情况下可以考虑使用桥接模式。

需要查看往期设计模式文章的，可以在个人主页中或者文章开头的集合中查看，可关注我，持续更新中。。。
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