设计模式-结构型-桥接模式

news2025/1/11 4:11:28

1. 什么是桥接模式？

桥接模式（Bridge Pattern） 是一种结构型设计模式，它旨在将抽象部分与实现部分分离，使它们可以独立变化。通过这种方式，系统可以在抽象和实现两方面进行扩展，而无需相互影响。

核心思想

桥接模式的核心思想是将抽象与实现解耦，使得它们可以独立扩展。它通过引入一个“桥接接口”，在抽象层和实现层之间建立一个桥梁。

适用场景

桥接模式适用于以下场景：

需要在两个维度上扩展：比如图形与颜色、设备与操作系统等。
避免类的数量爆炸：当类的组合维度过多时，使用桥接模式可以避免创建大量的子类。
希望实现抽象和具体实现分离：提高系统的灵活性和可维护性。

2. 桥接模式的结构

UML 类图

图像来源

核心角色

Abstraction（抽象类）
定义抽象部分的接口，包含一个指向实现部分 Implementor 的引用。
RefinedAbstraction（扩充抽象类）
继承自 Abstraction，扩展其功能。
Implementor（实现接口）
定义实现部分的接口，通常为抽象接口，供具体实现类实现。
ConcreteImplementor（具体实现类）
实现 Implementor 接口，完成具体操作。

3. 桥接模式的示例

场景描述

假设我们需要设计一个绘图系统，支持不同类型的形状（如圆形和矩形）以及不同颜色的渲染方式（如红色和蓝色）。如果直接使用继承，可能需要创建大量子类（如红色圆形、蓝色矩形等），桥接模式可以优雅地解决这个问题。

代码实现

# 实现部分：定义颜色
class Color:
    def apply_color(self):
        pass

class RedColor(Color):
    def apply_color(self):
        return "Red"

class BlueColor(Color):
    def apply_color(self):
        return "Blue"

# 抽象部分：定义形状
class Shape:
    def __init__(self, color: Color):
        self.color = color

    def draw(self):
        pass

class Circle(Shape):
    def __init__(self, color: Color, radius: int):
        super().__init__(color)
        self.radius = radius

    def draw(self):
        return f"Drawing Circle of radius {self.radius} with color {self.color.apply_color()}"

class Rectangle(Shape):
    def __init__(self, color: Color, width: int, height: int):
        super().__init__(color)
        self.width = width
        self.height = height

    def draw(self):
        return f"Drawing Rectangle of width {self.width} and height {self.height} with color {self.color.apply_color()}"

# 测试桥接模式
if __name__ == "__main__":
    # 创建颜色实例
    red = RedColor()
    blue = BlueColor()

    # 创建形状实例
    red_circle = Circle(red, 10)
    blue_rectangle = Rectangle(blue, 20, 15)

    print(red_circle.draw())      # 输出：Drawing Circle of radius 10 with color Red
    print(blue_rectangle.draw()) # 输出：Drawing Rectangle of width 20 and height 15 with color Blue