深入解析C#设计模式中对桥接模式的具体运用

Xandy ·

更新时间:2024-09-21

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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：

2016217172757462.png (273×269)

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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