C# 设计模式（结构型模式）：桥接模式

news2025/1/4 19:19:22

C# 设计模式（结构型模式）：桥接模式

在软件设计中，我们经常会遇到系统的变化频繁，或者需要灵活扩展功能的场景。这时，桥接模式（Bridge Pattern）便显得尤为重要。桥接模式是一个结构型设计模式，它通过将抽象部分与实现部分分离，使得两者可以独立变化，避免了它们之间的耦合。

1. 桥接模式的定义

桥接模式的核心思想是“将抽象与实现分离”，从而使得抽象部分和实现部分能够独立变化。通常，抽象部分可以是接口或抽象类，而实现部分则是具体的实现类。桥接模式允许它们之间通过桥梁类（Bridge）来进行交互。

2. 桥接模式的结构

桥接模式的结构通常包括以下几个部分：

Abstraction（抽象类）：定义了高层业务逻辑，通常包含一个指向实现部分的引用。
RefinedAbstraction（精化抽象类）：是 Abstraction 的具体实现，它可以扩展或重写抽象类中的方法。
Implementor（实现类接口）：定义了实现的接口，通常包含一些基础的操作。
ConcreteImplementor（具体实现类）：是 Implementor 接口的具体实现，提供实际的功能。

3. 桥接模式的应用场景

桥接模式适用于以下几种场景：

当一个类有多个变化维度，而且这些变化维度需要独立扩展时。
当类的继承层次会导致系统复杂化，使用桥接模式可以避免继承的“爆炸式”增长。
当需要在运行时切换抽象部分和实现部分时。

4. C# 实现桥接模式

假设我们要设计一个图形绘制的系统。我们有不同的图形（比如圆形和矩形），而每个图形又可以在不同的操作系统（比如 Windows 和 Linux）上绘制。我们希望能够分别扩展图形和操作系统，而不增加类的数量。此时，桥接模式就可以派上用场。

// 实现类接口
public interface IDrawingAPI
{
    void DrawCircle(double x, double y, double radius);
}

// 具体实现类：Windows 绘图
public class WindowsAPI : IDrawingAPI
{
    public void DrawCircle(double x, double y, double radius)
    {
        Console.WriteLine($"Windows: Drawing Circle at ({x}, {y}) with radius {radius}");
    }
}

// 具体实现类：Linux 绘图
public class LinuxAPI : IDrawingAPI
{
    public void DrawCircle(double x, double y, double radius)
    {
        Console.WriteLine($"Linux: Drawing Circle at ({x}, {y}) with radius {radius}");
    }
}

// 抽象类
public abstract class Shape
{
    protected IDrawingAPI drawingAPI;

    protected Shape(IDrawingAPI drawingAPI)
    {
        this.drawingAPI = drawingAPI;
    }

    public abstract void Draw(); // 抽象方法
}

// 精化抽象类：圆形
public class Circle : Shape
{
    private double x, y, radius;

    public Circle(double x, double y, double radius, IDrawingAPI drawingAPI) : base(drawingAPI)
    {
        this.x = x;
        this.y = y;
        this.radius = radius;
    }

    public override void Draw()
    {
        drawingAPI.DrawCircle(x, y, radius);
    }
}

// 客户端代码
class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        // 使用 Windows 绘图
        Shape circle1 = new Circle(10, 20, 5, new WindowsAPI());
        circle1.Draw();

        // 使用 Linux 绘图
        Shape circle2 = new Circle(30, 40, 10, new LinuxAPI());
        circle2.Draw();
    }
}