桥接模式（Bridge Pattern） C++

news2024/9/24 18:09:54

上一节：适配器模式（Adapter Pattern） C++

文章目录

0.理论
- 1.组件
- 2.使用场景
1.实践

0.理论

桥接模式（Bridge Pattern）是一种结构型设计模式，它的核心思想是将抽象部分与其实现部分分离，使它们可以独立地变化。通过使用组合关系而非继承关系，桥接模式能够提高代码的可扩展性和灵活性。

1.组件

抽象化（Abstraction）：这是一个抽象类，它持有一个对实现化对象的引用。抽象化定义了基于实现化对象的高层操作。
细化抽象化（Refined Abstraction）：这是抽象化的子类，它扩展了抽象化定义的接口。
实现化（Implementor）：这是一个接口或抽象类，定义了实现化角色的接口，包括它的具体实现。
具体实现化（Concrete Implementor）：这是实现化角色的具体实现类。

在这里插入图片描述

Bridge 模式的结构图中可以看到，系统被分为两个相对独立的部分，左边是抽象部分，右边是实现部分，这两个部分可以互相独立地进行修改。

2.使用场景

当一个类存在两个独立变化的维度时，可以将这两个维度分离出来，使它们可以独立地进行扩展。
当一个系统需要在构建时能够选择或切换不同的实现方法时。
当要避免类的继承带来的固化关系时，使得系统更加灵活、易于扩展。

1.实践

在游戏开发中，桥接模式可以用于分离游戏的图形渲染引擎（实现化角色）和游戏中的对象（抽象化角色），以便独立地管理和扩展它们。这种分离使得更换或升级渲染引擎，或者添加新的游戏对象变得更加灵活和简单。假设我们正在开发一个游戏，其中包含多种类型的游戏对象，如敌人、玩家角色和环境元素。这些对象需要在不同的渲染引擎上进行渲染，比如OpenGL和DirectX。

实现化角色：渲染引擎接口

定义两个渲染引擎的接口，分别为OpenGLRenderer和DirectXRenderer，它们都实现了一个共同的接口Renderer。

// 渲染引擎接口
class Renderer {
public:
    virtual void renderShape(const std::string& shapeDescription) = 0;
    virtual ~Renderer() {}
};

// OpenGL渲染引擎
class OpenGLRenderer : public Renderer {
public:
    void renderShape(const std::string& shapeDescription) override {
        std::cout << "OpenGL rendering " << shapeDescription << std::endl;
    }
};

// DirectX渲染引擎
class DirectXRenderer : public Renderer {
public:
    void renderShape(const std::string& shapeDescription) override {
        std::cout << "DirectX rendering " << shapeDescription << std::endl;
    }
};

抽象化角色：游戏对象

定义游戏中的抽象对象GameObject，它持有一个对渲染引擎的引用，以便于对象可以使用不同的渲染引擎进行渲染。

// 游戏对象抽象
class GameObject {
protected:
    Renderer* renderer; // 渲染引擎
public:
    GameObject(Renderer* renderer) : renderer(renderer) {}
    virtual void draw() = 0; // 绘制方法，由子类实现
    virtual ~GameObject() {}
};

// 具体游戏对象：玩家
class Player : public GameObject {
public:
    Player(Renderer* renderer) : GameObject(renderer) {}
    void draw() override {
        renderer->renderShape("Player");
    }
};

// 具体游戏对象：敌人
class Enemy : public GameObject {
public:
    Enemy(Renderer* renderer) : GameObject(renderer) {}
    void draw() override {
        renderer->renderShape("Enemy");
    }
};

在这个例子中，GameObject是抽象化角色，它定义了游戏对象的基本结构和draw方法。Player和Enemy是细化抽象化角色，它们具体实现了draw方法来描述如何绘制自己。

现在，如果想要在游戏中使用不同的渲染引擎来渲染对象，只需要在创建游戏对象时传入不同的渲染引擎实例即可。

Renderer* opengl = new OpenGLRenderer();
Renderer* directx = new DirectXRenderer();

GameObject* player = new Player(opengl); // 使用OpenGL渲染玩家
GameObject* enemy = new Enemy(directx); // 使用DirectX渲染敌人

player->draw(); // 输出：OpenGL rendering Player
enemy->draw(); // 输出：DirectX rendering Enemy

delete player;
delete enemy;
delete opengl;
delete directx;