PHP設(shè)計(jì)模式（六）橋連模式Bridge實(shí)例詳解【結(jié)構(gòu)型】

本文實(shí)例講述了PHP設(shè)計(jì)模式：橋連模式Bridge。分享給大家供大家參考，具體如下：

1. 概述

      在軟件系統(tǒng)中，某些類型由于自身的邏輯，它具有兩個(gè)或多個(gè)維度的變化，那么如何應(yīng)對(duì)這種“多維度的變化”？如何利用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)來使得該類型能夠輕松的沿著多個(gè)方向進(jìn)行變化，而又不引入額外的復(fù)雜度？

例子1：設(shè)想如果要繪制矩形、圓形、橢圓、正方形，我們至少需要4個(gè)形狀類，但是如果繪制的圖形需要具有不同的顏色，如紅色、綠色、藍(lán)色等，此時(shí)至少有如下兩種設(shè)計(jì)方案：

•第一種設(shè)計(jì)方案是為每一種形狀都提供一套各種顏色的版本。
•第二種設(shè)計(jì)方案是根據(jù)實(shí)際需要對(duì)形狀和顏色進(jìn)行組合。 

方案1:

方案2：

      對(duì)于有兩個(gè)變化維度（即兩個(gè)變化的原因）的系統(tǒng)，采用方案二來進(jìn)行設(shè)計(jì)系統(tǒng)中類的個(gè)數(shù)更少，且系統(tǒng)擴(kuò)展更為方便。設(shè)計(jì)方案二即是橋接模式的應(yīng)用。橋接模式將繼承關(guān)系轉(zhuǎn)換為關(guān)聯(lián)關(guān)系，從而降低了類與類之間的耦合，減少了代碼編寫量。

例子2：一個(gè)普通的開關(guān)控制的電燈、電風(fēng)扇等等，都是橋接的例子。開關(guān)的目的是將設(shè)備打開或關(guān)閉。實(shí)際的開關(guān)可以是簡(jiǎn)單的雙刀拉鏈開關(guān)，也可以是調(diào)光開關(guān)。

2. 問題

      如何應(yīng)對(duì)這種“多維度的變化”？如何利用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)來使得該類型能夠輕松的沿著多個(gè)方向進(jìn)行變化，而又不引入額外的復(fù)雜度？

3. 解決方案

橋連模式：將抽象部分與實(shí)現(xiàn)部分分離，使它們都可以獨(dú)立的變化。它是一種結(jié)構(gòu)性模式，又稱柄體（Handle and body）模式或者接口（Interface）模式。        當(dāng)一個(gè)抽象可能有多個(gè)實(shí)現(xiàn)時(shí)，通常用繼承來協(xié)調(diào)他們。抽象類的定義對(duì)該抽象的接口。而具體的子類則用不同的方式加以實(shí)現(xiàn)，但是此方法有時(shí)不夠靈活。繼承機(jī)制將抽象部分與他的視線部分固定在一起，使得難以對(duì)抽象部分和實(shí)現(xiàn)部分獨(dú)立地進(jìn)行修改、擴(kuò)充和充用。

理解橋接模式，重點(diǎn)需要理解如何將抽象化(Abstraction)與實(shí)現(xiàn)化(Implementation)脫耦，使得二者可以獨(dú)立地變化。

•抽象化：抽象化就是忽略一些信息，把不同的實(shí)體當(dāng)作同樣的實(shí)體對(duì)待。在面向?qū)ο笾?，將?duì)象的共同性質(zhì)抽取出來形成類的過程即為抽象化的過程。
•實(shí)現(xiàn)化：針對(duì)抽象化給出的具體實(shí)現(xiàn)，就是實(shí)現(xiàn)化，抽象化與實(shí)現(xiàn)化是一對(duì)互逆的概念，實(shí)現(xiàn)化產(chǎn)生的對(duì)象比抽象化更具體，是對(duì)抽象化事物的進(jìn)一步具體化的產(chǎn)物。
•脫耦：脫耦就是將抽象化和實(shí)現(xiàn)化之間的耦合解脫開，或者說是將它們之間的強(qiáng)關(guān)聯(lián)改換成弱關(guān)聯(lián)，將兩個(gè)角色之間的繼承關(guān)系改為關(guān)聯(lián)關(guān)系。橋接模式中的所謂脫耦，就是指在一個(gè)軟件系統(tǒng)的抽象化和實(shí)現(xiàn)化之間使用關(guān)聯(lián)關(guān)系（組合或者聚合關(guān)系）而不是繼承關(guān)系，從而使兩者可以相對(duì)獨(dú)立地變化，這就是橋接模式的用意。 

4. 適用性

1）. 你不希望在抽象和他的實(shí)現(xiàn)部分之間有一個(gè)固定的邦定關(guān)系，如在程序的運(yùn)行時(shí)刻實(shí)現(xiàn)部分應(yīng)該可以被選擇或者切換。

2）. 類的抽象以及他的視像都可以通過生成子類的方法加以擴(kuò)充。這時(shí)bridge模式使你可以對(duì)不同的抽象接口

      和實(shí)現(xiàn)部分進(jìn)行組合，并對(duì)他們進(jìn)行擴(kuò)充。

3）. 對(duì)一個(gè)抽象的實(shí)現(xiàn)部分的修改應(yīng)該對(duì)客戶不產(chǎn)生影響，即客戶的代碼不需要重新編譯。

4）. 你想對(duì)客戶完全隱藏抽象的實(shí)現(xiàn)部分。

5）. 你想在多個(gè)實(shí)現(xiàn)間 共享實(shí)現(xiàn)，但同時(shí)要求客戶并不知道這一點(diǎn)。

5. 結(jié)構(gòu)

6. 構(gòu)建模式的組成

抽象類(Abstraction):定義抽象類的接口,維護(hù)一個(gè)指向Implementor類型對(duì)象的指針

擴(kuò)充抽象類(RefinedAbstraction)：擴(kuò)充由Abstraction定義的接口

實(shí)現(xiàn)類接口(Implementor)：定義實(shí)現(xiàn)類的接口，該接口不一定要與 Abstraction的接口完全一致；事實(shí)上這兩個(gè)接口可以完全不同。一般來講， Implementor接口僅提供基本操作，而 Abstraction則定義了基于這些基本操作的較高層次的操作。

具體實(shí)現(xiàn)類(ConcreteImplementor)：實(shí)現(xiàn)Implementor接口并定義它的具體實(shí)現(xiàn)。

7. 效果

Bridge模式有以下一些優(yōu)點(diǎn)：

1) 分離接口及其實(shí)現(xiàn)部分 一個(gè)實(shí)現(xiàn)未必不變地綁定在一個(gè)接口上。抽象類的實(shí)現(xiàn)可以在運(yùn)行時(shí)刻進(jìn)行配置，一個(gè)對(duì)象甚至可以在運(yùn)行時(shí)刻改變它的實(shí)現(xiàn)。將Abstraction與Implementor分離有助于降低對(duì)實(shí)現(xiàn)部分編譯時(shí)刻的依賴性，當(dāng)改變一個(gè)實(shí)現(xiàn)類時(shí)，并不需要重新編譯 Abstraction類和它的客戶程序。為了保證一個(gè)類庫的不同版本之間的二進(jìn)制兼容性，一定要有這個(gè)性質(zhì)。另外，接口與實(shí)現(xiàn)分離有助于分層，從而產(chǎn)生更好的結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)，系統(tǒng)的高層部分僅需知道Abstraction和Implementor即可。
2) 提高可擴(kuò)充性 你可以獨(dú)立地對(duì)Abstraction和Implementor層次結(jié)構(gòu)進(jìn)行擴(kuò)充。
3 ) 實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)對(duì)客戶透明 你可以對(duì)客戶隱藏實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，例如共享 Implementor對(duì)象以及相應(yīng)的引用計(jì)數(shù)機(jī)制（如果有的話） 。

橋接模式的缺點(diǎn)

•橋接模式的引入會(huì)增加系統(tǒng)的理解與設(shè)計(jì)難度，由于聚合關(guān)聯(lián)關(guān)系建立在抽象層，要求開發(fā)者針對(duì)抽象進(jìn)行設(shè)計(jì)與編程。
•橋接模式要求正確識(shí)別出系統(tǒng)中兩個(gè)獨(dú)立變化的維度，因此其使用范圍具有一定的局限性。 

8.實(shí)現(xiàn)

模擬毛筆：

        現(xiàn)需要提供大中小3種型號(hào)的畫筆，能夠繪制5種不同顏色，如果使用蠟筆，我們需要準(zhǔn)備3*5=15支蠟筆，也就是說必須準(zhǔn)備15個(gè)具體的蠟筆類。而如果使用毛筆的話，只需要3種型號(hào)的毛筆，外加5個(gè)顏料盒，用3+5=8個(gè)類就可以實(shí)現(xiàn)15支蠟筆的功能。

       實(shí)際上，蠟筆和毛筆的關(guān)鍵一個(gè)區(qū)別就在于筆和顏色是否能夠分離。即將抽象化(Abstraction)與實(shí)現(xiàn)化(Implementation)脫耦，使得二者可以獨(dú)立地變化"。關(guān)鍵就在于能否脫耦。蠟筆的顏色和蠟筆本身是分不開的，所以就造成必須使用15支色彩、大小各異的蠟筆來繪制圖畫。而毛筆與顏料能夠很好的脫耦，各自獨(dú)立變化，便簡(jiǎn)化了操作。在這里，抽象層面的概念是："毛筆用顏料作畫"，而在實(shí)現(xiàn)時(shí)，毛筆有大中小三號(hào)，顏料有紅綠藍(lán)黑白等5種，于是便可出現(xiàn)3×5種組合。每個(gè)參與者（毛筆與顏料）都可以在自己的自由度上隨意轉(zhuǎn)換。

         蠟筆由于無法將筆與顏色分離，造成筆與顏色兩個(gè)自由度無法單獨(dú)變化，使得只有創(chuàng)建15種對(duì)象才能完成任務(wù)。

Bridge模式將繼承關(guān)系轉(zhuǎn)換為組合關(guān)系，從而降低了系統(tǒng)間的耦合，減少了代碼編寫量。

UML如圖：

代碼實(shí)現(xiàn)：

?php
/******************************Abstraction **************************/
/**
 * 
 * Abstraction抽象類的接口
 * @author guisu
 *
 */
abstract class BrushPenAbstraction {
 protected $_implementorColor = null;
 
 /**
 * 
 * Enter description here ...
 * @param Color $color
 */
 public function setImplementorColor(ImplementorColor $color) {
 $this->_implementorColor = $color;
 }
 /**
 * 
 * Enter description here ...
 */
 public abstract function operationDraw();
}
/******************************RefinedAbstraction **************************/
/**
 * 
 * 擴(kuò)充由Abstraction;大毛筆
 * @author guisu
 *
 */
class BigBrushPenRefinedAbstraction extends BrushPenAbstraction {
 public function operationDraw() {
 echo 'Big and ', $this->_implementorColor->bepaint (), ' drawing';
 }
}
/**
 * 
 * 擴(kuò)充由Abstraction;中毛筆
 * @author guisu
 *
 */
class MiddleBrushPenRefinedAbstraction extends BrushPenAbstraction {
 public function operationDraw() {
 echo 'Middle and ', $this->_implementorColor->bepaint (), ' drawing';
 }
}
/**
 * 
 * 擴(kuò)充由Abstraction;小毛筆
 * @author guisu
 *
 */
class SmallBrushPenRefinedAbstraction extends BrushPenAbstraction {
 public function operationDraw() {
 echo 'Small and ', $this->_implementorColor->bepaint(), ' drawing';
 }
}
 
/******************************Implementor **************************/
/**
 * 實(shí)現(xiàn)類接口(Implementor)
 * 
 * @author mo-87
 *
 */
class ImplementorColor {
 protected $value;
 
 /**
 * 著色
 * 
 */
 public function bepaint(){
 echo $this->value;
 }
}
/******************************oncrete Implementor **************************/
class oncreteImplementorRed extends ImplementorColor {
 public function __construct() {
 $this->value = "red";
 }
 /**
 * 可以覆蓋
 */
 public function bepaint() {
 echo $this->value;
 }
}
 
class oncreteImplementorBlue extends ImplementorColor {
 public function __construct() {
 $this->value = "blue";
 }
}
 
class oncreteImplementorGreen extends ImplementorColor {
 public function __construct() {
 $this->value = "green";
 }
}
 
class oncreteImplementorWhite extends ImplementorColor {
 public function __construct() {
 $this->value = "white";
 }
}
 
class oncreteImplementorBlack extends ImplementorColor {
 public function __construct() {
 $this->value = "black";
 }
}
/**
 * 
 * 客戶端程序
 * @author guisu
 *
 */
class Client {
 public static function Main() {
 
 //小筆畫紅色
 $objRAbstraction = new SmallBrushPenRefinedAbstraction();
 $objRAbstraction->setImplementorColor(new oncreteImplementorRed());
 $objRAbstraction->operationDraw();
 }
}
Client::Main();

跨平臺(tái)視頻播放器：兩個(gè)維度的變化，平臺(tái)和不同格式的視頻文件：

9. 橋接模式與其他相關(guān)模式

1）抽象工廠（Abstract Factory 模式可以用來創(chuàng)建和配置一個(gè)特定的Bridge模式。

2）Adapter模式 用來幫助無關(guān)的類協(xié)同工作，它通常在系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后才會(huì)被使用。然而，Bridge模式則是在系統(tǒng)開始時(shí)就被使用，它使得抽象接口和實(shí)現(xiàn)部分可以獨(dú)立進(jìn)行改變。

3）橋接模式與裝飾的區(qū)別:

裝飾模式:

      這兩個(gè)模式在一定程度上都是為了減少子類的數(shù)目，避免出現(xiàn)復(fù)雜的繼承關(guān)系。但是它們解決的方法卻各有不同，裝飾模式把子類中比基類中多出來的部分放到單獨(dú)的類里面，以適應(yīng)新功能增加的需要，當(dāng)我們把描述新功能的類封裝到基類的對(duì)象里面時(shí)，就得到了所需要的子類對(duì)象，這些描述新功能的類通過組合可以實(shí)現(xiàn)很多的功能組合 .

橋接模式：

       橋接模式則把原來的基類的實(shí)現(xiàn)化細(xì)節(jié)抽象出來，在構(gòu)造到一個(gè)實(shí)現(xiàn)化的結(jié)構(gòu)中，然后再把原來的基類改造成一個(gè)抽象化的等級(jí)結(jié)構(gòu)，這樣就可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在多個(gè)維度上的獨(dú)立變化 。

10. 總結(jié)

Bridge模式是一個(gè)非常有用的模式，也非常復(fù)雜，它很好的符合了開放-封閉原則和優(yōu)先使用對(duì)象，而不是繼承這兩個(gè)面向?qū)ο笤瓌t。

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希望本文所述對(duì)大家PHP程序設(shè)計(jì)有所幫助。