什么是橋接模式？

橋接模式（Bridge Pattern）是一個用來解耦的設(shè)計模式，它將抽象層和實現(xiàn)層分離開，讓它們可以獨立變化。用最簡單的話來說，就是讓你能夠改變抽象的功能和具體的實現(xiàn)，而不需要修改對方的代碼。

舉個例子，想象你在做一個圖形繪制的程序，你有很多圖形（比如圓形、方形），而且每種圖形可能有不同的繪制方式（比如屏幕繪制、打印機繪制）。如果你把所有的圖形和繪制方式都寫在一起，每次你增加一種新的繪制方式或新圖形時，你都要修改大量的代碼，這樣就會讓系統(tǒng)變得很復(fù)雜。

橋接模式的思路是：把**圖形（抽象）和繪制方式（實現(xiàn)）**分開，每一部分都可以獨立變化，互不干擾。這樣一來，增加新的圖形或者新的繪制方式時，就不需要修改現(xiàn)有的代碼，只需要擴展新的類即可。

橋接模式的結(jié)構(gòu)

橋接模式有兩個重要部分：

1. 抽象部分（比如圖形的類型，如圓形、方形等）
2. 實現(xiàn)部分（比如具體的繪制方式，如屏幕繪制、打印繪制等）

這兩個部分通過“橋”連接起來，形成了一個靈活可擴展的結(jié)構(gòu)。下面的代碼結(jié)構(gòu)就能幫助你理解這一點。

橋接模式的代碼示例

假設(shè)我們要實現(xiàn)一個圖形繪制的程序，支持不同的圖形（圓形、方形）和不同的繪制方式（屏幕繪制、打印機繪制）。我們來看看怎么用橋接模式來實現(xiàn)。

#include <iostream>
#include <string>// 繪圖接口（實現(xiàn)類接口）
class DrawingAPI {
public:virtual void drawCircle(double x, double y, double radius) = 0;virtual ~DrawingAPI() = default;
};// 具體實現(xiàn)：屏幕繪制
class ScreenDrawingAPI : public DrawingAPI {
public:void drawCircle(double x, double y, double radius) override {std::cout << "在屏幕上繪制圓形，位置: (" << x << ", " << y << "), 半徑: " << radius << std::endl;}
};// 具體實現(xiàn)：打印機繪制
class PrinterDrawingAPI : public DrawingAPI {
public:void drawCircle(double x, double y, double radius) override {std::cout << "在打印機上繪制圓形，位置: (" << x << ", " << y << "), 半徑: " << radius << std::endl;}
};// 圖形類（抽象類）
class Shape {
protected:DrawingAPI* drawingAPI;  // 這里持有一個指向繪圖實現(xiàn)類的指針public:Shape(DrawingAPI* api) : drawingAPI(api) {}  // 通過構(gòu)造函數(shù)注入具體實現(xiàn)類virtual void draw() = 0;  // 繪制圖形的接口virtual void resize(double factor) = 0;  // 調(diào)整圖形大小virtual ~Shape() = default;
};// 擴展的具體圖形類：圓形
class Circle : public Shape {
private:double x, y, radius;  // 圓形的坐標和半徑public:Circle(double x, double y, double radius, DrawingAPI* api) : Shape(api), x(x), y(y), radius(radius) {}void draw() override {drawingAPI->drawCircle(x, y, radius);  // 將繪制任務(wù)委托給具體實現(xiàn)}void resize(double factor) override {radius *= factor;  // 調(diào)整圓形的半徑}
};int main() {ScreenDrawingAPI screenAPI;  // 創(chuàng)建屏幕繪制實現(xiàn)PrinterDrawingAPI printerAPI;  // 創(chuàng)建打印機繪制實現(xiàn)// 創(chuàng)建圓形對象，使用不同的繪制方式Circle circle1(1, 2, 3, &screenAPI);  // 在屏幕上繪制Circle circle2(5, 6, 4, &printerAPI);  // 在打印機上繪制circle1.draw();  // 屏幕繪制圓形circle2.draw();  // 打印機繪制圓形circle1.resize(2.0);  // 改變圓形大小circle1.draw();  // 再次繪制，使用屏幕繪制return 0;
}

代碼講解

讓我們一步步來解讀這段代碼，看看橋接模式是如何工作的。

1. 繪圖接口（DrawingAPI）

class DrawingAPI {
public:virtual void drawCircle(double x, double y, double radius) = 0;virtual ~DrawingAPI() = default;
};

這個類定義了一個繪制圓形的方法 drawCircle，它只是一個接口，并不做具體的繪制工作。任何具體的繪制方式（比如屏幕繪制、打印機繪制）都需要實現(xiàn)這個接口。

2. 具體的繪圖實現(xiàn)（ScreenDrawingAPI 和 PrinterDrawingAPI）

class ScreenDrawingAPI : public DrawingAPI {
public:void drawCircle(double x, double y, double radius) override {std::cout << "在屏幕上繪制圓形，位置: (" << x << ", " << y << "), 半徑: " << radius << std::endl;}
};class PrinterDrawingAPI : public DrawingAPI {
public:void drawCircle(double x, double y, double radius) override {std::cout << "在打印機上繪制圓形，位置: (" << x << ", " << y << "), 半徑: " << radius << std::endl;}
};

這兩個類分別實現(xiàn)了 DrawingAPI 接口，提供了不同的繪制方式。ScreenDrawingAPI 在屏幕上繪制圓形，PrinterDrawingAPI 在打印機上繪制圓形。

3. 抽象類（Shape）

class Shape {
protected:DrawingAPI* drawingAPI;  // 持有一個繪圖實現(xiàn)類的指針public:Shape(DrawingAPI* api) : drawingAPI(api) {}  // 通過構(gòu)造函數(shù)注入具體的繪圖實現(xiàn)virtual void draw() = 0;  // 繪制圖形的接口virtual void resize(double factor) = 0;  // 調(diào)整圖形大小
};

Shape 是一個抽象類，它定義了所有圖形的共同接口：draw() 和 resize()。關(guān)鍵是它持有一個 DrawingAPI 的指針，這樣它可以將具體的繪制任務(wù)委托給實現(xiàn)類。

4. 具體圖形類（Circle）

class Circle : public Shape {
private:double x, y, radius;  // 圓形的坐標和半徑public:Circle(double x, double y, double radius, DrawingAPI* api) : Shape(api), x(x), y(y), radius(radius) {}void draw() override {drawingAPI->drawCircle(x, y, radius);  // 調(diào)用具體繪圖實現(xiàn)的drawCircle方法}void resize(double factor) override {radius *= factor;  // 改變圓形的半徑}
};

Circle 類繼承自 Shape，并實現(xiàn)了 draw() 和 resize() 方法。它通過 drawingAPI 指針來調(diào)用具體的繪制方法，實現(xiàn)了與繪制方式的解耦。

5. 客戶端代碼

在 main 函數(shù)中，我們創(chuàng)建了兩個 Circle 對象，分別使用了 ScreenDrawingAPI 和 PrinterDrawingAPI 作為繪制實現(xiàn)。通過調(diào)用 circle1.draw() 和 circle2.draw()，我們可以看到兩個不同的繪制方式。

int main() {ScreenDrawingAPI screenAPI;  // 屏幕繪制實現(xiàn)PrinterDrawingAPI printerAPI;  // 打印機繪制實現(xiàn)// 創(chuàng)建兩個圓形對象，分別使用不同的繪制方式Circle circle1(1, 2, 3, &screenAPI);Circle circle2(5, 6, 4, &printerAPI);circle1.draw();  // 屏幕繪制圓形circle2.draw();  // 打印機繪制圓形circle1.resize(2.0);  // 改變圓形大小circle1.draw();  // 再次繪制，使用屏幕繪制return 0;
}

總結(jié)

橋接模式的主要優(yōu)點就是解耦

。我們把抽象部分（如圖形類型）和實現(xiàn)部分（如繪制方式）分開，避免了兩者之間的緊耦合。這樣我們可以很方便地擴展新的圖形類型或新的繪制方式，而不需要修改現(xiàn)有的代碼。

比如，如果你以后需要支持新的繪制方式（比如在Web上繪制），你只需要實現(xiàn)一個新的 DrawingAPI 類，不用改動任何圖形類；同樣，如果你需要增加新的圖形類型（比如矩形），只需要擴展 Shape 類，不需要改動任何繪制實現(xiàn)。

橋接模式適用于需要將抽象和實現(xiàn)分離，并且它們可能會獨立變化的場景。

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