手機(jī)軟件何時(shí)統(tǒng)一——橋接模式

憑什么你的游戲我不能玩

時(shí)間：5月31日20點(diǎn)　　地點(diǎn)：大鳥房間　　人物：小菜、大鳥

今天是618活動(dòng)的啟動(dòng)日，小菜果斷上手了一臺(tái)PS4，正憧憬著到貨開機(jī)的場景，思緒卻飄到了2007年，那一年，手機(jī)市場沒有蘋果、沒有華為，只有諾基亞、摩托羅拉、索愛、波導(dǎo)……群雄逐鹿，好不熱鬧……

"大鳥，捧著個(gè)手機(jī)，玩什么呢？"小菜沖進(jìn)了大鳥的房門。

“哈，玩小游戲呢，新買的手機(jī)，竟然可以玩小時(shí)候的游戲’魂斗羅’。很久沒碰這東西了，感覺很爽哦。”

“哦，是嗎，連這游戲都有呀，給我看看?！?/p>

"等等，等我死了再說。"大鳥玩得正開心。

"等你死了？"小菜笑道，“你什么時(shí)候會(huì)’死’呀？”

“那還有段時(shí)間了，至少半小時(shí)吧。”

"半小時(shí)才死呀，哦，那我半小時(shí)后來給你收尸。"小菜故意提高嗓門。

"你小子，找死呀。給你給你！"大鳥笑著把手機(jī)遞給了小菜，“游戲和紅白機(jī)上的一模一樣，很讓人懷舊呀。唉，我跟你們這種90后小子說紅白機(jī)，不就等于對牛彈琴嗎！”

“怎么沒玩過，我可也是任天堂紅白機(jī)高手哦。大鳥別把我想得好像和你不是一代人一樣，我們的童年應(yīng)該差不多的?！?/p>

“現(xiàn)在時(shí)代變化太快了，差五歲，差不多就是差一代人，你是90后，我是80后，我們的童年差距當(dāng)然很大?！?/p>

“哪有這么嚴(yán)重，'魂斗羅’也是我很喜歡的游戲。對了，這游戲可以裝到我的手機(jī)里嗎？”

“你的手機(jī)是M品牌的吧，我的是N品牌的，按道理我這里的游戲你是不能玩的。”

“是嗎，這真是太掃興了。你說這手機(jī)為什么不能統(tǒng)一一下軟件呢？”

“其實(shí)手機(jī)真正的發(fā)展也就近十年，此期間各大手機(jī)廠商都發(fā)展自己的軟件部門開發(fā)手機(jī)軟件，哪怕是同一品牌的手機(jī)，不同型號的也完全有可能軟件不兼容?！?/p>

"是的是的，"小菜點(diǎn)頭道，“我以前用過的N品牌的兩款手機(jī)，功能都是固化在手機(jī)里的，最早那個(gè)手機(jī)的拼音輸入法實(shí)在是傻得要死，要發(fā)個(gè)短信得輸入半天，和現(xiàn)在的輸入法比真可說是天壤之別。而且當(dāng)年，同品牌的手機(jī)，型號不同，軟件還算是基本兼容，可惜不同品牌，軟件基本還是不能整合在一起。”

“但你有沒有想過，在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域里，就完全不一樣了。比如由于有了Windows操作系統(tǒng)，使得所有的PC廠商不用關(guān)注軟件，而軟件制造商也不用過多關(guān)注硬件，這對計(jì)算機(jī)的整體發(fā)展是非常有利的。而有個(gè)別品牌的電腦公司自己開發(fā)操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件，盡管充滿了創(chuàng)意，但卻因?yàn)椴荒芘c其他軟件整合，而使得發(fā)展緩慢，連盜版都不愿意光顧它。”

“哈，手機(jī)為什么不可以學(xué)計(jì)算機(jī)呢？由專業(yè)公司開發(fā)操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件，手機(jī)商只要好好把手機(jī)硬件做好就行了。”

“統(tǒng)一談何容易，誰做的才算是標(biāo)準(zhǔn)呢？而誰又不希望自己的硬件和軟件成為標(biāo)準(zhǔn)，然后一統(tǒng)天下。這里有很多商業(yè)競爭的問題，不是我們想的這么簡單。不過目前很多智能手機(jī)都在朝這個(gè)方向發(fā)展?；蛟S過幾年，我們手里的機(jī)器就可以實(shí)現(xiàn)軟件完全兼容了?！?/p>

“我想那時(shí)應(yīng)該就不叫作手機(jī)了，而是掌上電腦才更合適?！?/p>

注：2007年蘋果手機(jī)尚未出世，手機(jī)操作系統(tǒng)多種多樣（黑莓、塞班、Tizen等），互相封閉。而如今，存世的手機(jī)操作系統(tǒng)只剩下蘋果OS和安卓，鴻蒙正在穩(wěn)步進(jìn)場，雖然還沒有誰能一統(tǒng)天下，但比起當(dāng)年群雄混戰(zhàn)的狀態(tài)已經(jīng)算是井然有序了。本章內(nèi)容也將在2007年那個(gè)特定的歷史背景下展開……

緊耦合的程序演化

“說得有道理，另外你有沒有想過，這里其實(shí)蘊(yùn)含兩種完全不同的思維方式？”

“你是說手機(jī)硬件軟件和PC硬件軟件？”

“對的，如果我現(xiàn)在有一個(gè)N品牌的手機(jī)，它有一個(gè)小游戲，我要玩游戲，程序應(yīng)該如何寫？”

“這還不簡單。先寫一個(gè)此品牌的游戲類，再用客戶端調(diào)用即可?！?/p>

游戲類：

“很好，現(xiàn)在又有一個(gè)M品牌的手機(jī)，也有小游戲，客戶端也可以調(diào)用，如何做？”“嗯，我想想，兩個(gè)品牌，都有游戲，我覺得從面向?qū)ο蟮乃枷雭碚f，應(yīng)該有一個(gè)父類’手機(jī)品牌游戲’，然后讓N和M品牌的手機(jī)游戲都繼承于它，這樣可以實(shí)現(xiàn)同樣的運(yùn)行方法”。

“小菜不錯(cuò)，抽象的感覺來了。”

手機(jī)游戲類：

“然后，由于手機(jī)都需要通訊錄功能，于是N品牌和M品牌都增加了通訊錄的增刪改查功能。你如何處理？”

“啊，這就有點(diǎn)麻煩了，那就意味著，父類應(yīng)該是’手機(jī)品牌’，下有’手機(jī)品牌M’和’手機(jī)品牌N’，每個(gè)子類下各有’通訊錄’和’游戲’子類?！?/p>

代碼結(jié)構(gòu)圖:

手機(jī)類：

下屬的各自通訊錄類和游戲類：

客戶端代碼：

“哈，這個(gè)結(jié)構(gòu)應(yīng)該還是可以的，現(xiàn)在我問你，如果我現(xiàn)在需要每個(gè)品牌都增加一個(gè)音樂播放功能，你如何做？”

“這個(gè)？那就在每個(gè)品牌的下面都增加一個(gè)子類?！?/p>

"你覺得這兩個(gè)子類差別大不大？"大鳥追問道。

"應(yīng)該是不大的，不過沒辦法呀，因?yàn)槠放撇煌?#xff0c;增加功能就必須要這樣的。"小菜無奈地說。

“好，那我現(xiàn)在又來了一家新的手機(jī)品牌’S’，它也有游戲、通訊錄、音樂播放功能，你如何處理？”

“啊，那就得再增加’手機(jī)品牌S’類和三個(gè)下屬功能子類。這好像有點(diǎn)麻煩了。”

“你也感覺麻煩啦？如果我還需要增加’輸入法’功能、‘拍照’功能，再增加’L品牌’‘X品牌’，你的類如何寫？”

"啊哦，"小菜學(xué)了一聲唐老鴨的叫聲，感慨道，“我要瘋了。要不這樣，我換一種方式?！?/p>

過了幾分鐘，小菜畫出了另一種結(jié)構(gòu)圖。

“你覺得這樣子問題就可以解決嗎？”

"啊，"小菜搖了搖頭，“不行，要是增加手機(jī)功能或是增加品牌都會(huì)產(chǎn)生很大的影響。”

“你知道問題出在哪里嗎？”

"我不知道呀，"小菜很疑惑，“我感覺我一直在用面向?qū)ο蟮睦碚撛O(shè)計(jì)的，先有一個(gè)品牌，然后多個(gè)品牌就抽象出一個(gè)品牌抽象類，對于每個(gè)功能，就都繼承各自的品牌?；蛘?#xff0c;不從品牌，從手機(jī)軟件的角度去分類，這有什么問題呢？”

"是呀，就像我剛開始學(xué)會(huì)用面向?qū)ο蟮睦^承時(shí)，感覺它既新穎又功能強(qiáng)大，所以只要可以用，就都用上繼承。這就好比是**‘有了新錘子，所有的東西看上去都成了釘子**。［DPE］’

但事實(shí)上，很多情況用繼承會(huì)帶來麻煩。比如，對象的繼承關(guān)系是在編譯時(shí)就定義好了，所以無法在運(yùn)行時(shí)改變從父類繼承的實(shí)現(xiàn)。子類的實(shí)現(xiàn)與它的父類有非常緊密的依賴關(guān)系，以至于父類實(shí)現(xiàn)中的任何變化必然會(huì)導(dǎo)致子類發(fā)生變化。當(dāng)你需要復(fù)用子類時(shí)，如果繼承下來的實(shí)現(xiàn)不適合解決新的問題，則父類必須重寫或被其他更適合的類替換。這種依賴關(guān)系限制了靈活性并最終限制了復(fù)用性［DP］。"

“是呀，我這樣的繼承結(jié)構(gòu)，如果不斷地增加新品牌或新功能，類會(huì)越來越多的?！?/p>

"在面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)中，我們還有一個(gè)很重要的設(shè)計(jì)原則，那就是合成／聚合復(fù)用原則。即優(yōu)先使用對象合成／聚合，而不是類繼承［DP］。

合成／聚合復(fù)用原則

合成／聚合復(fù)用原則（CARP），盡量使用合成／聚合，盡量不要使用類繼承。［J&DP］

合成（Composition，也有翻譯成組合）和聚合（Aggregation）都是關(guān)聯(lián)的特殊種類。

聚合表示一種弱的’擁有’關(guān)系，體現(xiàn)的是A對象可以包含B對象，但B對象不是A對象的一部分；合成則是一種強(qiáng)的’擁有’關(guān)系，體現(xiàn)了嚴(yán)格的部分和整體的關(guān)系，部分和整體的生命周期一樣［DPE］。比方說，大雁有兩個(gè)翅膀，翅膀與大雁是部分和整體的關(guān)系，并且它們的生命周期是相同的，于是大雁和翅膀就是合成關(guān)系。而大雁是群居動(dòng)物，所以每只大雁都是屬于一個(gè)雁群，一個(gè)雁群可以有多只大雁，所以大雁和雁群是聚合關(guān)系。"

“合成／聚合復(fù)用原則的好處是，優(yōu)先使用對象的合成／聚合將有助于你保持每個(gè)類被封裝，并被集中在單個(gè)任務(wù)上。這樣類和類繼承層次會(huì)保持較小規(guī)模，并且不太可能增長為不可控制的龐然大物［DP］。就剛才的例子，你需要學(xué)會(huì)用對象的職責(zé)，而不是結(jié)構(gòu)來考慮問題。其實(shí)答案就在之前我們聊到的手機(jī)與電腦的差別上?！?/p>

“哦，我想想看，手機(jī)是不同的品牌公司，各自做自己的軟件，就像我現(xiàn)在的設(shè)計(jì)一樣，而PC卻是硬件廠商做硬件，軟件廠商做軟件，組合起來才是可以用的機(jī)器。你是這個(gè)意思嗎？”

“很好，我很喜歡你提到的’組合’這個(gè)詞，實(shí)際上，像’游戲’‘通訊錄’'MP3音樂播放’這些功能都是軟件，如果我們可以讓其分離與手機(jī)的耦合，那么就可以大大減少面對新需求時(shí)改動(dòng)過大的不合理情況。”

“好的好的，我想想怎么弄，你的意思其實(shí)就是應(yīng)該有個(gè)’手機(jī)品牌’抽象類和’手機(jī)軟件’抽象類，讓不同的品牌和功能都分別繼承于它們，這樣要增加新的品牌或新的功能都不用影響其他類了?！?/p>

"還剩個(gè)問題，手機(jī)品牌和手機(jī)軟件之間的關(guān)系呢？"大鳥問道。

“我覺得應(yīng)該是手機(jī)品牌包含手機(jī)軟件，但軟件并不是品牌的一部分，所以它們之間是聚合關(guān)系?！?/p>

“說得好。來試著寫寫看吧?！?/p>

松耦合的程序

小菜經(jīng)過半小時(shí)，改動(dòng)代碼如下。

手機(jī)軟件抽象類：

手機(jī)品牌類：

客戶端代碼：

“感覺如何？是不是好很多？”

“是呀，現(xiàn)在如果要增加一個(gè)功能，比如手機(jī)音樂播放功能，那么只要增加這個(gè)類就行了。不會(huì)影響其他任何類。類的個(gè)數(shù)增加也只是一個(gè)?！?/p>

“如果是要增加S品牌，只需要增加一個(gè)品牌子類就可以了。個(gè)數(shù)也是一個(gè)，不會(huì)影響其他類的改動(dòng)。”

“這顯然也符合了我們之前的一個(gè)什么設(shè)計(jì)原則？”

“開放-封閉原則。這樣的設(shè)計(jì)顯然不會(huì)修改原來的代碼，而只是擴(kuò)展類就行了。但今天我感受最深的是合成／聚合復(fù)用原則，也就是優(yōu)先使用對象的合成或聚合，而不是類繼承。聚合的魅力無限呀。相比，繼承的確很容易造成不必要的麻煩。”

“盲目使用繼承當(dāng)然就會(huì)造成麻煩，而其本質(zhì)原因主要是什么？”

“我想應(yīng)該是，繼承是一種強(qiáng)耦合的結(jié)構(gòu)。父類變，子類就必須要變?！薄癘K，所以我們在用繼承時(shí)，一定要在是’is-a’的關(guān)系時(shí)再考慮使用，而不是任何時(shí)候都去使用。”

“大鳥，今天這個(gè)例子是不是一個(gè)設(shè)計(jì)模式？”

“哈，當(dāng)然，你看看剛才畫的那幅圖，兩個(gè)抽象類之間有什么？像什么？”

“有一個(gè)聚合線，哈，像一座橋。”

“好，說得好，這個(gè)設(shè)計(jì)模式就叫作’橋接模式’。”

橋接模式

橋接模式（Bridge），將抽象部分與它的實(shí)現(xiàn)部分分離，使它們都可以獨(dú)立地變化。［DP］

“這里需要理解一下，什么叫抽象與它的實(shí)現(xiàn)分離，這并不是說，讓抽象類與其派生類分離，因?yàn)檫@沒有任何意義。實(shí)現(xiàn)指的是抽象類和它的派生類用來實(shí)現(xiàn)自己的對象［DPE］。就剛才的例子而言，就是讓’手機(jī)’既可以按照品牌來分類，也可以按照功能來分類?！?/p>

按品牌分類實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)圖:

按軟件分類實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)圖:

“由于實(shí)現(xiàn)方式有多種，橋接模式的核心意圖是把這些實(shí)現(xiàn)獨(dú)立出來，讓它們各自變化。這就使得每種實(shí)現(xiàn)的變化不會(huì)影響其他實(shí)現(xiàn)，從而達(dá)到應(yīng)對變化的目的?！?/p>

橋接模式基本代碼

Implementor類：

客戶端代碼：

“我覺得橋接模式所說的’將抽象部分與它的實(shí)現(xiàn)部分分離’，還是不好理解，我的理解就是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)可能有多角度分類，每一種分類都有可能變化，那么就把這種多角度分離出來讓它們獨(dú)立變化，減少它們之間的耦合。”

“哈，小菜說的和GoF說的不就是一回事嗎！只不過你說的更通俗，而人家卻更簡練而已。也就是說，在發(fā)現(xiàn)我們需要多角度去分類實(shí)現(xiàn)對象，而只用繼承會(huì)造成大量的類增加，不能滿足開放-封閉原則時(shí)，就應(yīng)該要考慮用橋接模式了?！?/p>

“哈，我感覺只要真正深入地理解了設(shè)計(jì)原則，很多設(shè)計(jì)模式其實(shí)就是原則的應(yīng)用而已，或許在不知不覺中就在使用設(shè)計(jì)模式了?！?/p>

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