设计模式之桥接模式(C++)

作者:翟天保Steven
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一、桥接模式是什么?

       桥接模式是一种结构型的软件设计模式,将抽象部分与实现部分分离,使他们可以独立地变化。

       举例来说,黑色钢笔、红色油笔、红色钢笔等等,如果颜色和笔类型合起来考虑,那类的复杂度将难以想象,若有10个颜色,10个笔类型,那要有10*10个类来涵盖所有类型的笔。但是如果拆分颜色和笔类型,通过组合的形式获得目标,那只要10+10个类即可。这样设计极大降低了系统复杂度和耦合程度。

       桥接模式的优点:

  1. 扩展性好。抽象与实现分离,扩展起来更便捷,可以获得更多样式的目标。
  2. 解耦。不同抽象间的耦合程度低。
  3. 满足设计模式要求的合成复用原则和开闭原则。
  4. 封装性好。具体实现细节对客户而言是透明不可见的。

      桥接模式的缺点:

  1. 使用场景有限制。只有系统有两个以上独立变化维度时才适用。

二、桥接模式

2.1 结构图

       客户端即Main主函数,不同的抽象组合完成想要的目标物,其中某个抽象要作为主体。

2.2 代码示例

       场景描述:我要通过软件画笔来绘制我要的图形,先选定笔型-圆珠笔,配置黑色,再选好图形-圆形,尺寸为20,完成绘制。

//Figure.h
/****************************************************/
#pragma once
#include <iostream>

using namespace std;

// 抽象类-图形
class Figure
{
public:
	// 创建
	virtual void create() = 0;
	// 获取尺寸
	int getSize() {
		return m_size;
	}
	// 设置尺寸
	void setSize(int size) {
		m_size = size;
	}
protected:
	int m_size = 10;
};

// 具体实现类-圆形
class Circle :public Figure
{
public:
	// 创建
	virtual void create() {
		cout << "○" << endl;
	}
};

// 具体实现类-矩形
class Rectangle :public Figure
{
public:
	// 创建
	virtual void create() {
		cout << "口" << endl;
	}
};
//Pen.h
/****************************************************/
#pragma once
#include <iostream>
#include <string>
#include "Figure.h"

using namespace std;

// 抽象类-笔
class Pen
{
public:
	// 构造函数
	Pen(Figure *figure){
		m_figure = figure;
	}
	// 析构函数
	virtual ~Pen() {
		if (m_figure != nullptr) {
			delete m_figure;
			m_figure = nullptr;
		}
	}
	// 绘制
	virtual void draw() = 0;
	// 获取颜色
	string getColor() {
		return m_color;
	}
	// 设置颜色
	void setColor(string color) {
		m_color = color;
	}
protected:
	string m_color = "白色";
	Figure *m_figure;
};

// 具体实现类-圆珠笔
class BallPen :public Pen
{
public:
	// 构造函数
	BallPen(Figure *figure) :Pen(figure) {};
	// 绘制
	virtual void draw() {
		cout << getColor() << "圆珠笔绘制尺寸为" << m_figure->getSize() << "的";
		m_figure->create();
	}
};

// 具体实现类-油画笔
class OilPen :public Pen
{
public:
	// 构造函数
	OilPen(Figure *figure) :Pen(figure) {};
	// 绘制
	virtual void draw() {
		cout << getColor() << "油画笔绘制尺寸为" << m_figure->getSize() << "的";
		m_figure->create();
	}
};
//main.cpp
/****************************************************/
#include <iostream>
#include <string>
#include "Figure.h"
#include "Pen.h"

using namespace std;

int main()
{
	Figure *figure1 = new Circle();
	figure1->setSize(20);
	Pen *pen1 = new BallPen(figure1);
	pen1->setColor("黑色");
	pen1->draw();
	figure1 = nullptr;
	delete pen1;
	pen1 = nullptr;
	return 0;
}

       程序结果如下。

       在上述示例中,因为Pen类中有一个m_figure,和figure1指向同一位置,所以在客户端中不能对figure1进行delete,不然会重复删除引发崩溃。在Qt中,许多类之间也有类似的设计。

三、总结

       我尽可能用较通俗的话语和直观的代码例程,来表述我对桥接模式的理解,或许有考虑不周到的地方,如果你有不同看法欢迎评论区交流!希望我举的例子能帮助你更好地理解桥接模式。

       如果文章帮助到你了,可以点个赞让我知道,我会很快乐~加油!

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