设计模式之桥接模式（Bridge Pattern）：我允许你的自我，减去的是羁绊，留下的牵挂

概念

桥接模式（Bridge Pattern）是设计模式中最复杂的模式之一，它把事物对象和该对象的具体行为、具体特征分离开来，使它们可以独自进行变化和更改。这样的解释可能比较抽象和令人费解，读者可以通过下面的应用场景进一步来理解。

应用场景

我们还以绘制图形为例，比如我们要绘制矩形Rectangle、Circle、Triangle，我们需要至少需要定义3个形状类来表示，如果我们要绘制的图形还有不同的颜色，如Red、Yello、Green等，此时我们可能有一下两种设计方案：

为每个形状类都提供颜色的实现，比如通过继承增加RedRectangle、YellowRectangle、RedCircle、YellowCircle等
根据实际需要对具体形状对象和颜色属性进行组合，把颜色属性作为参数动态给到形状对象来使用，比如红色的圆形就是组合 Circle + RedAttr

如果一个有两个及以上的变化维度的系统（或对象），采用方案2可以明显减少类的维护个数，扩展起来更为方便。方案2即为桥接模式的应用，它使用组合关联关系，而不是通过继承来做扩展，这减少了类之间的耦合，减少代码的编写量。

用过Java Swing进行过图形界面开发的读者发现，界面的风格（Look and Feel）在不同操作系统下是不一样的，实际上Java为每一个GUI组件都提供了一个Peer构件，该构件在不同操作系统下有不同的实现，Swing的Peer架构就是应用了桥接模式。

在以下情况下我们可以尝试使用桥接模式：

一个类存在两个独立变化的维度，且这两个维度都需要独立扩展，这样有利于开发者单独去维护维度的扩展，而不需要关注其他维度的实现
继承，尤其是多层次的继承会使得类的个数和理解复杂度都急剧增加，此时桥接模式尤为适用

结构桥接模式包含以下角色：

Abstraction：抽象类
RefinedAbstraction：扩充抽象类
Implementor：扩展行为或属性的接口定义（这里需要特别注意，这是Abstraction的行为或特征的实现类接口，翻译后确实词不达意）
ConcreteImplementor：Implementor的具体实现类

桥接模式就是将Abstraction的一些行为或属性独立的再抽象到Implementor中，在Abstraction（或RefinedAbstraction）中通过组合来动态的将Implementor的实现ConcreteImplementor组合起来，而不是用典型的继承关系来做扩展。这样就实现了一个对象（或系统）跟它的行为（或属性）能够通过不同的类单独去扩展和变化，再通过引用关系组合起来，这就是所谓的桥接。

代码示例

/** "Implementor" */
interface DrawingAPI {public void drawCircle(double x, double y, double radius);
}/** "ConcreteImplementorA" 1/2 */
class DrawingAPI1 implements DrawingAPI {public void drawCircle(double x, double y, double radius) {System.out.printf("API1.circle at %f:%f radius %f\n", x, y, radius);}
}/** "ConcreteImplementorB" 2/2 */
class DrawingAPI2 implements DrawingAPI {public void drawCircle(double x, double y, double radius)  { System.out.printf("API2.circle at %f:%f radius %f\n", x, y, radius);}
}/** "Abstraction" */
interface Shape {public void draw();                             // low-levelpublic void resizeByPercentage(double pct);     // high-level
}/** "Refined Abstraction" */
class CircleShape implements Shape
{private double x, y, radius;private DrawingAPI drawingAPI;public CircleShape(double x, double y, double radius, DrawingAPI drawingAPI) {this.x = x;  this.y = y;  this.radius = radius; this.drawingAPI = drawingAPI;}// low-level i.e. Implementation specificpublic void draw() {drawingAPI.drawCircle(x, y, radius);}   // high-level i.e. Abstraction specificpublic void resizeByPercentage(double pct) {radius *= pct;}
}/** "Client" */
class BridgePatternDemo {public static void main(String[] args) {Shape[] shapes = new Shape[2];shapes[0] = new CircleShape(1, 2, 3, new DrawingAPI1());shapes[1] = new CircleShape(5, 7, 11, new DrawingAPI2());for (Shape shape : shapes) {shape.resizeByPercentage(2.5);shape.draw();}}
}

输出：

API1.circle at 1:2 7.5
API2.circle at 5:7 27.5

优缺点

优点：

桥接模式有时类似于多继承方案，但是多继承方案违背了类的单一职责原则（即一个类只有一个变化的原因），复用性比较差，而且多继承结构中类的个数非常庞大，桥接模式是比多继承方案更好的解决方法。
桥接模式提高了系统的可扩充性，在两个变化维度中任意扩展一个维度，都不需要修改原有系统。
实现细节对客户透明，可以对用户隐藏实现细节。

缺点：

桥接模式的引入会增加系统的理解与设计难度，由于聚合关联关系建立在抽象层，要求开发者针对抽象进

行设计与编程。

桥接模式要求正确识别出系统中两个独立变化的维度，因此其使用范围具有一定的局限性。

作业

最后，我们给读者留一个作业：我们需要开发一个跨平台的视频播放器，在不同操作系统平台（Windows、Linux、MacOS等）上，除了可以播放多种格式的视频文件（MPEG、RMVB、AVI、WMV等），还可以播放多种格式的音频文件（WAV、MP3、AAC、OGG等），该如何进行设计呢？