深入解析C#设计模式中对桥接模式的具体运用
这里以电视遥控器的一个例子来引出桥接模式解决的问题,首先,我们每个牌子的电视机都有一个遥控器,此时我们能想到的一个设计是——把遥控器做为一个抽象类,抽象类中提供遥控器的所有实现,其他具体电视品牌的遥控器都继承这个抽象类,具体设计类图如下:
这样的实现使得每部不同型号的电视都有自己遥控器实现,这样的设计对于电视机的改变可以很好地应对,只需要添加一个派生类就搞定了,但随着时间的推移,用户需要改变遥控器的功能,如:用户可能后面需要对遥控器添加返回上一个台等功能时,此时上面的设计就需要修改抽象类RemoteControl的提供的接口了,此时可能只需要向抽象类中添加一个方法就可以解决了,但是这样带来的问题是我们改变了抽象的实现,如果用户需要同时改变电视机品型号和遥控器功能时,上面的设计就会导致相当大的修改,显然这样的设计并不是好的设计。然而使用桥接模式可以很好地解决这个问题,下面让我具体看看桥接模式是如何实现的。
定义
桥接模式即将抽象部分与实现部分脱耦,使它们可以独立变化。对于上面的问题中,抽象化也就是RemoteControl类,实现部分也就是On()、Off()、NextChannel()等这样的方法(即遥控器的实现),上面的设计中,抽象化和实现部分在一起,桥接模式的目的就是使两者分离,根据面向对象的封装变化的原则,我们可以把实现部分的变化(也就是遥控器功能的变化)封装到另外一个类中,这样的一个思路也就是桥接模式的实现,大家可以对照桥接模式的实现代码来解决我们的分析思路。
桥接模式实现
上面定义部分已经给出了我们桥接模式的目的以及实现思路了,下面让我们具体看看桥接模式是如何解决引言部分设计的不足。
抽象化部分的代码:
/// <summary> /// 抽象概念中的遥控器,扮演抽象化角色 /// </summary> public class RemoteControl { // 字段 private TV implementor; // 属性 public TV Implementor { get { return implementor; } set { implementor = value; } } /// <summary> /// 开电视机,这里抽象类中不再提供实现了,而是调用实现类中的实现 /// </summary> public virtual void On() { implementor.On(); } /// <summary> /// 关电视机 /// </summary> public virtual void Off() { implementor.Off(); } /// <summary> /// 换频道 /// </summary> public virtual void SetChannel() { implementor.tuneChannel(); } } /// <summary> /// 具体遥控器 /// </summary> public class ConcreteRemote : RemoteControl { public override void SetChannel() { Console.WriteLine("---------------------"); base.SetChannel(); Console.WriteLine("---------------------"); } }
遥控器的实现方法部分代码,即实现化部分代码,此时我们用另外一个抽象类TV封装了遥控器功能的变化,具体实现交给具体型号电视机去完成:
/// <summary> /// 电视机,提供抽象方法 /// </summary> public abstract class TV { public abstract void On(); public abstract void Off(); public abstract void tuneChannel(); } /// <summary> /// 长虹牌电视机,重写基类的抽象方法 /// 提供具体的实现 /// </summary> public class ChangHong : TV { public override void On() { Console.WriteLine("长虹牌电视机已经打开了"); } public override void Off() { Console.WriteLine("长虹牌电视机已经关掉了"); } public override void tuneChannel() { Console.WriteLine("长虹牌电视机换频道"); } } /// <summary> /// 三星牌电视机,重写基类的抽象方法 /// </summary> public class Samsung : TV { public override void On() { Console.WriteLine("三星牌电视机已经打开了"); } public override void Off() { Console.WriteLine("三星牌电视机已经关掉了"); } public override void tuneChannel() { Console.WriteLine("三星牌电视机换频道"); } }
采用桥接模式的客户端调用代码:
/// <summary> /// 以电视机遥控器的例子来演示桥接模式 /// </summary> class Client { static void Main(string[] args) { // 创建一个遥控器 RemoteControl remoteControl = new ConcreteRemote(); // 长虹电视机 remoteControl.Implementor = new ChangHong(); remoteControl.On(); remoteControl.SetChannel(); remoteControl.Off(); Console.WriteLine(); // 三星牌电视机 remoteControl.Implementor = new Samsung(); remoteControl.On(); remoteControl.SetChannel(); remoteControl.Off(); Console.Read(); } }
上面桥接模式的实现中,遥控器的功能实现方法不在遥控器抽象类中去实现了,而是把实现部分用来另一个电视机类去封装它,然而遥控器中只包含电视机类的一个引用,同时这样的设计也非常符合现实生活中的情况(我认为的现实生活中遥控器的实现——遥控器中并不包含换台,打开电视机这样的功能的实现,遥控器只是包含了电视机上这些功能的引用,然后红外线去找到电视机上对应功能的的实现)。通过桥接模式,我们把抽象化和实现化部分分离开了,这样就可以很好应对这两方面的变化了。
另一个实例
来看一下经常用来被举例的汽车对象。
首先定义Abstraction。
public abstract class Car { public IEngine _engine; public Car(IEngine engine) { _engine = engine; } public virtual void Start() { _engine.Start(); } public virtual void Stop() { _engine.Stop(); } }
接着实现不同的汽车类型。
public class Bus : Car { public Bus(IEngine engine) : base(engine) { } public override void Start() { base.Start(); Console.WriteLine("Bus Start"); } public override void Stop() { base.Stop(); Console.WriteLine("Bus Stop"); } } public class Limousine : Car { public Limousine(IEngine engine) : base(engine) { } public override void Start() { base.Start(); Console.WriteLine("Limousine Start"); } public override void Stop() { base.Stop(); Console.WriteLine("Limousine Stop"); } }
再定义第二个变化维度,即发动机的接口。
public interface IEngine { void Start(); void Stop(); }
最后实现不同的发动机。
public class GasEngine : IEngine { public void Start() { Console.WriteLine("Gas Engine Start"); } public void Stop() { Console.WriteLine("Gas Engine Stop"); } } public class DieselEngine : IEngine { public void Start() { Console.WriteLine("Diesel Engine Start"); } public void Stop() { Console.WriteLine("Diesel Engine Stop"); } }
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