设计模式-桥模式(Bridge)

发表于 更新于 分类于
通过一个简单的实例，描述了设计模式中桥模式的使用场景和使用方法

问题提出

假设现在需要实现一个跨平台的聊天系统，其中会包括实现具体业务逻辑的方法（如登录、发送文字、发送图片）和与平台相关的方法（如建立连接、播放声音、显示文字、显示图片）。

1.0 版本

根据上面的需求，我们可以定义一个 Messager 的抽象类，其中包含了需要实现的所有功能的函数。代码如下：

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class Messager
{
public:
    virtual void Login(string username, string password) = 0;
    virtual void SendMessage(string message) = 0;
    virtual void SendPicture(string image) = 0;
    
    virtual void PlaySound() = 0;
    virtual void DrawShape() = 0;
    virtual void WriteText() = 0;
    virtual void Connect() = 0;
    
    virtual ~Messager() { }
};

// 平台实现 -- PC 平台
class PCMessagerBase : public Messager
{
public:
    virtual void PlaySound() {
        //......
    }
    virtual void DrawShape() {
        //......
    }
    virtual void WriteText() {
        //......
    }
    virtual void Connect() {
        //......
    }
};

// 平台实现 -- 移动平台
class MobileMessagerBase : public Messager
{
public:
    virtual void PlaySound() {
        //......
    }
    virtual void DrawShape() {
        //......
    }
    virtual void WriteText() {
        //......
    }
    virtual void Connect() {
        //......
    }
};

// PC 平台下的业务逻辑
class PCMessager : public PCMessagerBase 
{
public:
    virtual void Login(string username, string password) {
        //......
        PCMessagerBase::Connect();
    }
    virtual void SendMessage(string message) {
        //......
        PCMessagerBase::WriteText();
    }
    virtual void SendPicture(string image) {
        //......
        PCMessagerBase::DrawShape();
    }
};

// 移动平台下的业务逻辑
class MobileMessager : public MobileMessagerBase
{
public:
    virtual void Login(string username, string password) {
        //......
        MobileMessagerBase::Connect();
    }
    virtual void SendMessage(string message) {
        //......
        MobileMessagerBase::WriteText();
    }
    virtual void SendPicture(string image) {
        //......
        MobileMessagerBase::DrawShape();
    }
};

int main()
{
    Messager * messager = new MobileMessager;
    delete messager;
    return 0;
}

这样算是暂时满足了需求，但很明显可以看出问题，PC 平台和 Mobile 的业务逻辑并不存在太大的区别，但我们却用了两个类来分别实现这两个类似的功能，也就是说，每增加一个新的平台，不止要重新考虑平台相关的代码，就连业务逻辑代码也不得不新建一个类来实现。

如果待实现的平台有 n 个，需要实现的类的个数为 (2n + 1) 个。如果这样还是可以忍耐的话，那下面的需求变化就会导致巨大的灾难。

2.0 版本

新的需求来了，现在要为每个平台分成精简版和完整版两个版本发布，它们之间不同的也是业务逻辑，可以写出下面的代码。

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class Messager
{
public:
    virtual void Login(string username, string password) = 0;
    virtual void SendMessage(string message) = 0;
    virtual void SendPicture(string image) = 0;
    
    virtual void PlaySound() = 0;
    virtual void DrawShape() = 0;
    virtual void WriteText() = 0;
    virtual void Connect() = 0;
    
    virtual ~Messager() {

    }
};

// 平台实现 -- PC 平台
class PCMessagerBase : public Messager
{
public:
    virtual void PlaySound() {
        //......
    }
    virtual void DrawShape() {
        //......
    }
    virtual void WriteText() {
        //......
    }
    virtual void Connect() {
        //......
    }
};

// 平台实现 -- Mobile 平台
class MobileMessagerBase : public Messager
{
public:
    virtual void PlaySound() {
        //......
    }
    virtual void DrawShape() {
        //......
    }
    virtual void WriteText() {
        //......
    }
    virtual void Connect() {
        //......
    }
};

// PC 平台精简版
class PCMessagerLite : public PCMessagerBase 
{
public:
    virtual void Login(string username, string password) {
        //......
        PCMessagerBase::Connect();
    }
    virtual void SendMessage(string message) {
        //......
        PCMessagerBase::WriteText();
    }
    virtual void SendPicture(string image) {
        //......
        PCMessagerBase::DrawShape();
    }
};

// PC 平台完整版
class PCMessagerPerfect : public PCMessagerBase
{
public:
    virtual void Login(string username, string password) {
        //......
        PCMessagerBase::Connect();
        PCMessagerBase::DrawShape();
    }
    virtual void SendMessage(string message) {
        //......
        PCMessagerBase::WriteText();
        PCMessagerBase::PlaySound();
    }
    virtual void SendPicture(string image) {
        //......
        PCMessagerBase::DrawShape();
        PCMessagerBase::PlaySound();
    }
};

// Mobile 平台精简版
class MobileMessagerLite : public MobileMessagerBase
{
public:
    virtual void Login(string username, string password) {
        //......
        MobileMessagerBase::Connect();
    }
    virtual void SendMessage(string message) {
        //......
        MobileMessagerBase::WriteText();
    }
    virtual void SendPicture(string image) {
        //......
        MobileMessagerBase::DrawShape();
    }
};

// Mobile 平台完整版
class MobileMessagerPerfect : public MobileMessagerBase
{
public:
    virtual void Login(string username, string password) {
        //......
        MobileMessagerBase::Connect();
        MobileMessagerBase::DrawShape();
    }
    virtual void SendMessage(string message) {
        //......
        MobileMessagerBase::WriteText();
        MobileMessagerBase::PlaySound();
    }
    virtual void SendPicture(string image) {
        //......
        MobileMessagerBase::DrawShape();
        MobileMessagerBase::PlaySound();
    }
};

int main()
{
    Messager * messager = new MobileMessagerLite;
    delete messager;
}

代码的类图如下：

test2

现在，灾难发生了，上面的代码仅有两个平台，两个版本，最终需要实现 1+2+2×2 = 7 个类，如果平台和版本的数量继续增加，当有 n 个平台，每个平台需要 m 个版本时，需要实现的类的个数为 1+n+n×m 个，这时候就需要对代码进行重构了。

3.0 版本

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class MessagerImp;
// 业务逻辑
class Messager
{
protected:
    MessagerImp *messagerImp; 
public:
    Messager(MessagerImp *mImp) : messagerImp(mImp) {

    }
    virtual void Login(string username, string password) = 0;
    virtual void SendMessage(string message) = 0;
    virtual void SendPicture(string image) = 0;
    
    virtual ~Messager() {

    }
};
// 平台实现
class MessagerImp
{
public:
    virtual void PlaySound() = 0;
    virtual void DrawShape() = 0;
    virtual void WriteText() = 0;
    virtual void Connect() = 0;
    
    virtual ~MessagerImp() {

    }
};

// 平台实现 -- PC 平台
class PCMessagerImp : public MessagerImp
{
public:
    virtual void PlaySound() {
        //......
    }
    virtual void DrawShape() {
        //......
    }
    virtual void WriteText() {
        //......
    }
    virtual void Connect() {
        //......
    }
};

// 平台实现 -- Mobile 平台
class MobileMessagerImp : public MessagerImp
{
public:
    virtual void PlaySound() {
        //......
    }
    virtual void DrawShape() {
        //......
    }
    virtual void WriteText() {
        //......
    }
    virtual void Connect() {
        //......
    }
};

// 精简版
class MessagerLite : public Messager
{
public:
    MessagerLite(MessagerImp *mImp) : Messager(mImp) {}
    virtual void Login(string username, string password) {
        //......
        messagerImp->Connect();
    }
    virtual void SendMessage(string message) {
        //......
        messagerImp->WriteText();
    }
    virtual void SendPicture(string image) {
        //......
        messagerImp->DrawShape();
    }
};

// 完整版
class MessagerPerfect : public Messager
{
public:
    MessagerPerfect(MessagerImp *mImp) : Messager(mImp) {}
    virtual void Login(string username, string password) {
        //......
        messagerImp->Connect();
        messagerImp->DrawShape();
    }
    virtual void SendMessage(string message) {
        //......
        messagerImp->WriteText();
        messagerImp->PlaySound();
    }
    virtual void SendPicture(string image) {
        //......
        messagerImp->DrawShape();
        messagerImp->PlaySound();
    }
};

int main()
{
    MessagerImp *mImp = new PCMessagerImp;
    Messager *msg = new MessagerLite(mImp);

    delete msg;
    delete mImp;
    return 0;
}

这边是用桥模式实现的方案，其类层次结构图如下：

test3

总结

bridge