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桥接模式

1. 介绍

  • 桥接模式(Bridge Pattern)又称桥梁模式,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。使用组合关系代替继承关系,降低抽象和实现两个可变维度的耦合度。
  • 抽象部分和实现部分可能不太好理解,举个例子,香蕉、苹果、西瓜,它们共同的抽象部分就是水果,可以吃,实现部分就是不同的水果实体。再比如黑色手提包、红色钱包、蓝色公文包,它们共同的抽象部分是包和颜色,这部分的共性就可以被作为抽象提取出来。

2. 抽象与实现分离解耦

把一些常用的操作抽象提取出来当成一个工具函数,再通过传参的区别发挥不同的功能,例如封装axios请求方法

// tool.js
export let sendRequest {
get(url,params) {
// 对get请求的参数做处理
return promise = axios({
method: 'get',
url,
params:params
}).then(() => {
// 对get请求的返回做处理
})
},
post(url,params) {
// 对post请求的参数做处理
return promise = axios({
method: 'post',
url,
data:params
}).then(() => {
// 对post请求的返回做处理
})
},
put() {},
delete() {},
option() {}, // 以后可以根据不同的请求方法做扩展
}


//api.js
export let api = {
api1: '/test/api1',
api2: '/test/api2',
// 以后可以根据不同的api做扩展
}


// 具体业务的页面
this.sendRequest.get(api1,{a:1}).then(() => { //具体的业务})
this.sendRequest.post(api2,{b:2}).then(() => { //具体的业务})

上面这个例子做得比较好的地方是把请求的方法抽象并且封装了起来,把请求方法和路径单独分了出来作为参数,方便日后的扩展;但是这个例子还不够的地方是请求方法和请求路径这两个维度的对照关系往往是唯一的,就是说通常对api1就是get,对api2就是post,(api1-post,api2-get的关系并不需要)没有体现出桥接模式的第二个特点。

3. 分离多维度变化

比如包包,包的种类是一个维度(钱包、书包、手提包),包的尺寸是一个维度(小号、中号、大号),包的颜色又是一个维度。每个维度可以自由变化后组合在一起形成一个包。

我们在系统设计时,如果给每个种类对应的每个尺寸和颜色都设置一个类,那么系统中的类就会很多。如果根据实际需要对种类、尺寸、颜色这些维度进行组合,那么将大大减少系统中类的个数。

将抽象和实现分离,互相独立互不影响:

  • 装饰不影响原有的功能,原有功能可以照常使用。
  • 产品有多个维度,每个维度都可以独立变化(实例化过程),包包这个例子的维度就是种类、尺寸、颜色,这几个维度可以独立地进行变化,从而组装成不同的包包。
/* 包包 */
class Bag {
constructor(type, size, color) {
this.type = type;
this.size = size;
this.color = color;
}

/* 展示 */
show() {
console.log(
this.color.show() + this.size.show() + this.type.show()
)
}
}

/* 皮包类型 */
class BagType {
constructor(type) {
this.type = type;
}

show() {
return this.type;
}
}

/* 皮包尺寸 */
class BagSize {
constructor(size) {
this.size = size;
}

show() {
return this.size;
}
}

/* 皮包颜色 */
class BagColor {
constructor(color) {
this.color = color;
}

show() {
return this.color;
}
}


/* 抽象实例化 */
const walletType = new BagType('钱包');
const briefcaseType = new BagType('手提包');
const smallSize = new BagSize('小号');
const mediumSize = new BagSize('中号');
const redColor = new BagColor('红色');
const yellowColor = new BagColor('黄色');


const bagA = new Bag(walletType, smallSize, redColor);
bagA.show()
// 输出:红色小号钱包

const bagB = new Bag(briefcaseType, mediumSize, yellowColor);
bagB.show()
// 输出:黄色中号手提包

可以看到由于包包的结构被分别抽象为几个部件的组合,部件的实例化是在部件类各自的构造函数中完成,因此部件之间的实例化不会相互影响

使用了桥接模式,我们还可以任意组合包包类型、包包大小、包包颜色,为后续代码提供了很好的拓展性;因此新产品的创建也变得容易,这就是桥接模式的好处。

4. 桥接模式的原理

我们可以提炼一下桥接模式,包包是产品(Product),种类、尺寸、颜色属于抽象出来的部件种类(Components),也属于独立的维度,而具体的部件钱包、小号、红色等属于部件实例(Instances),这些实例可以沿着各自维度变化,共同组成对应产品。主要有以下几个概念:

  • Product:产品,由多个独立部件组成的产品
  • Component:部件,组成产品的部件类
  • Instance:部件类的实例

结构如下:

5. 应用场景

在某一个开发场景,产品经理提出需求:

  • 一个按钮的前景色默认为黑色、背景色为浅灰色。
  • 当光标 mouseover 的时候改变前景色为蓝色、背景色为绿色、尺寸变为 1.5 倍。
  • 当光标 mouseleave 的时候还原前景色、背景色、尺寸。
  • 在鼠标按下的时候前景色变为红色、背景色变为紫色、尺寸变为 0.5 倍。
  • 抬起后恢复原状。

我们要如何去实现呢?按照通常的思维方式开始码代码:

var btn = document.getElementById('btn')

// 设置监听事件
btn.addEventListener('mouseover', function() {
btn.style.setProperty('color', 'blue');
btn.style.setProperty('background-color', 'green');
btn.style.setProperty('transform', 'scale(1.5)');
})

btn.addEventListener('mouseleave', function() {
btn.style.setProperty('color', 'black');
btn.style.setProperty('background-color', 'lightgray');
btn.style.setProperty('transform', 'scale(1)');
})

btn.addEventListener('mousedown', function() {
btn.style.setProperty('color', 'red');
btn.style.setProperty('background-color', 'purple');
btn.style.setProperty('transform', 'scale(.5)');
})

btn.addEventListener('mouseup', function() {
btn.style.setProperty('color', 'black');
btn.style.setProperty('background-color', 'lightgray');
btn.style.setProperty('transform', 'scale(1)');
})

经理!我搞定了!

但是我们可以使用桥接模式来改造一下:把 DOM 对象的前景色、背景色作为其外观部件,尺寸属性是另一个尺寸部件,这样的话对各自部件的操作可以作为抽象被提取出来,使得对各自部件可以独立且方便地操作:

var btn = document.getElementById('btn');

/* 设置前景色和背景色 */
function setColor(element, color='black', bgc='lightgray') {
element.style.setProperty('color', color);
element.style.setProperty('background-color', bgc);
}

/* 设置尺寸 */
function setSize(element, size='1') {
element.style.setProperty('transform', `scale(${ size })`);
}

// 设置监听事件
btn.addEventListener('mouseover', function() {
setColor(btn, 'blue', 'green');
setSize(btn, '1.5');
})

btn.addEventListener('mouseleave', function() {
setColor(btn);
setSize(btn);
})

btn.addEventListener('mousedown', function() {
setColor(btn, 'red', 'purple');
setSize(btn, '.5');
})

btn.addEventListener('mouseup', function() {
setColor(btn);
setSize(btn);
})

是不是看起来清晰多了,这里的 setColorsetSize 就是桥接函数,是将 DOM (产品)及其属性(部件)连接在一起的桥梁,用户只要给桥接函数传递参数即可,十分便捷。其他 DOM 要有类似的对外观部件和尺寸部件的操作,也可以方便地进行复用。

6. 设计原则验证

  • 抽象和实现分离,解耦
  • 符合开放封闭原则

7. 桥接模式的优缺点

优点:

  • 分离了抽象和实现部分,将实现层(DOM 元素事件触发并执行具体修改逻辑)和抽象层( 元素外观、尺寸部分的修改函数)解耦,有利于分层
  • 提高了可扩展性,多个维度的部件自由组合,避免了类继承带来的强耦合关系,也减少了部件类的数量。
  • 使用者不用关心细节的实现,可以方便快捷地进行使用。

缺点:

  • 桥接模式要求两个部件没有耦合关系,否则无法独立地变化,因此要求正确的对系统变化的维度进行识别,使用范围存在局限性。
  • 桥接模式的引入增加了系统复杂度。

8. 桥接模式的适用场景

  • 如果产品的部件有独立的变化维度,可以考虑桥接模式。
  • 不希望使用继承,或因为多层次继承导致系统类的个数急剧增加的系统。
  • 产品部件的粒度越细,部件复用的必要性越大,可以考虑桥接模式。

9. 其他相关模式

桥接模式和策略模式

  • 桥接模式:复用部件类,不同部件的实例相互之间无法替换,但是相同部件的实例一般可以替换。
  • 策略模式:复用策略类,不同策略之间地位平等,可以相互替换。

桥接模式与模板方法模式

  • 桥接模式:将组成产品的部件实例的创建,延迟到实例的具体创建过程中。
  • 模版方法模式:将创建产品的某一步骤,延迟到子类中实现。

桥接模式与抽象工厂模式

这两个模式可以组合使用,比如部件类实例的创建可以结合抽象工厂模式,因为部件类实例也属于一个产品类簇,明显属于抽象工厂模式的适用范围,如果创建的部件类不多,或者比较简单,也可以使用简单工厂模式。