设计模式(7) 桥接模式

桥接模式的概念与实现
为什么叫桥接模式
桥接模式的适用场景

继承是面向对象的三大特性之一，但很多时候使用继承的结果却不尽如人意。除了人尽皆知的紧耦合问题外，有的时候还会导致子类的快速膨胀。

设想这样一个场景：最初设计的时候有一个类型Product，但后来随着新需求的出现，X原因导致了它的变化，X有两种情况，则通过继承需要创建两个新的子类ProductX1,ProductX2，但后来有出现了Y因素也会导致Product的变化，如果Y有三种情况，则会出现ProductX1Y1,ProductX1Y2,ProductX1Y3...等，一共2*3=6个类。

使用这种继承的方式，如果再出现新的变化因素，或者某个变化因素出现了新的情况，都会导致子类的快速膨胀，给维护带来很大的挑战。

造成这个问题的根本原因是类型在沿着多个维度变化。为了应对变化，一般会通过抽象的方法，找到其中比较稳定的部分，然后抽象其行为，令客户程序依赖于抽象而不是具体实现。同样的道理，当一个类型同时受到多个因素变化的影响时，也通过把每个因素抽象，让类型依赖于一系列抽象因素的办法尽量处理这个问题，这便是桥接模式解决问题的思路。

桥接模式的概念与实现

GOF对桥接模式的描述为：
Decouple an abstraction from its implementationso that the two can vary independently.
— Design Patterns : Elements of Reusable Object-Oriented Software
桥接模式将抽象部分与它的实现部分分离，使它们都可以独立地变化。

桥接模式的UML类图为
桥接模式 UML类图

示例代码：

public interface IImpl
{
    void OperationImpl();
}

public interface IAbstraction
{
    IImpl Implementor { get; set; }
    void Operation();
}
public class ConcreteImplementatorA : IImpl
{
    public void OperationImpl()
    {
        ...
    }
}

public class ConcreteImplementatorB : IImpl
{
    public void OperationImpl()
    {
        ...
    }
}

public class RefinedAbstration : IAbstraction
{
    public IImpl Implementor { get; set; }

    public void Operation()
    {
        Implementor.OperationImpl();
    }
}

这样子看起来还是比较抽象，再举个具体的例子汽车-道路，目前汽车有小汽车、巴士两类，路有水泥路、石子路两类，这样“车在路上行驶”就会有四种情况，这个场景用桥接模式来描述的话可以是：
汽车类的抽象与实现：

public interface IVehicle
{
    string Drive();
}

public class Car : IVehicle
{
    public string Drive()
    {
        return "Car";
    }
}

public class Bus : IVehicle
{
    public string Drive()
    {
        return "Bus";
    }
}

通过桥接模式关联道路与汽车：

public abstract class Road
{
    protected IVehicle vehicle;
    public Road(IVehicle vehicle)
    {
        this.vehicle = vehicle;
    }

    public abstract string DriveOnRoad();
}

public class UnpavedRoad : Road
{
    public UnpavedRoad(IVehicle vehicle) : base(vehicle) { }
    public override string DriveOnRoad()
    {
        return vehicle.Drive() + " is on Unpaved Road";
    }
}

public class CementRoad : Road
{
    public CementRoad(IVehicle vehicle) : base(vehicle) { }
    public override string DriveOnRoad()
    {
        return vehicle.Drive() + " is on Cement Road";
    }
}

调用：

IVehicle vehicle = new Car();
Road road = new CementRoad(vehicle);
Console.WriteLine(road.DriveOnRoad());
// Car is on Cement Road
Speed speed = new FastSpeed(road);
Console.WriteLine(speed.DriveWithSpeed());
// Car is on Cement Road,

在这里Road依赖的是IVehivle抽象，具体的汽车实现在调用的时候决定。
对比直接继承出四种类型的方式，这样做的好处貌似并不明显，还是需要四个类，而且更复杂，但如果汽车或者道路类型继续增加，或者引入了别的变化因素，情况就不一样了。