JAVA设计模式之 桥接模式【Bridge Pattern】

1、概述
将抽象部份与它的实现部份分离,使它们都可以独立地变化。它是1种对象结构型模式,又称为柄体(Handle and Body)模式。

2、适用处景
处理多维度变化。
业务场景:某功能为将数据库中的数据转换成多种文件格式,例如txt、xml、pdf等格式,同时需要支持多种不同类型的数据库的读取。即可使用桥接模式对其进行设计。
这里的维度有两个 分别为:不同的文件格式 和 不同的数据库类型。以下图:
这里写图片描述

3、UML类图
桥接模式通用结构图:
这里写图片描述
针对上面的业务场景-桥接模式-示例结构图:
这里写图片描述

4、参与者
①Abstraction(抽象类):用于定义抽象类的接口,它1般是抽象类而不是接口,其中定义了1个Implementor(实现类接口)类型的对象并可以保护该对象,它与Implementor之间具有关联关系,它既可以包括抽象业务方法,也能够包括具体业务方法。
②RefinedAbstraction(扩充抽象类):扩充由Abstraction定义的接口,通常情况下它不再是抽象类而是具体类,它实现了在Abstraction中声明的抽象业务方法,在RefinedAbstraction中可以调用在Implementor中定义的业务方法。
③Implementor(实现类接口):定义实现类的接口,这个接口不1定要与Abstraction的接口完全1致,事实上这两个接口可以完全不同,1般而言,Implementor接口仅提供基本操作,而Abstraction定义的接口可能会做更多更复杂的操作。Implementor接口对这些基本操作进行了声明,而具体实现交给其子类。通过关联关系,在Abstraction中不但具有自己的方法,还可以调用到Implementor中定义的方法,使用关联关系来替换继承关系。
④ConcreteImplementor(具体实现类):具体实现Implementor接口,在不同的ConcreteImplementor中提供基本操作的不同实现,在程序运行时,ConcreteImplementor对象将替换其父类对象,提供给抽象类具体的业务操作方法。

5、用例学习<以适用处景里的业务场景作为代码设计>
1、JDBC 驱动连接收理类:JdbcDriverManager.java

/**
* JDBC 驱动连接收理类
* @author lvzb.software@qq.com
*
*/

public class JdbcDriverManager {

public String connectAndReadOracle(){
// 摹拟连接Oracle数据库的代码
System.out.println("已成功连接到Oracle数据库");
// 模式 省略 从数据库中获得内容的代码
String content = "已成功从Oracle数据库中读取到了内容";
return content;
}

public String connectAndReadMySql(){
// 摹拟连接MySql数据库的代码
System.out.println("已成功连接到MySql数据库");
// 模式 省略 从数据库中获得内容的代码
String content = "已成功从MySql数据库中读取到了内容";
return content;
}

public String connectAndReadSqlServer(){
// 摹拟连接Sql Server数据库的代码
System.out.println("已成功连接到Sql Server数据库");
// 模式 省略 从数据库中获得内容的代码
String content = "已成功从Sql Server数据库中读取到了内容";
return content;
}
}

2、<角色:实现类接口> FileExportImpl.java

/**
* 获得文件内容、连接数据库来源接口
* @author lvzb.software@qq.com
*
*/

public interface FileExportImpl {
/**
* 读取数据库中的内容
* @param jdbcDriver
* @return
*/

public String readContent();
}

3、<角色:具体实现类> FileExportFromOracle.java

/**
* 从Oracle数据库获得内容
* @author lvzb.software@qq.com
*
*/

public class FileExportFromOracle implements FileExportImpl {

@Override
public String readContent() {
JdbcDriverManager jdbcDriver = new JdbcDriverManager();
return jdbcDriver.connectAndReadOracle();
}

}

4、<角色:具体实现类> FileExportFromMySql.java

/**
* 从MySql数据库获得内容
* @author lvzb.software@qq.com
*
*/

public class FileExportFromMySql implements FileExportImpl {

@Override
public String readContent() {
JdbcDriverManager jdbcDriver = new JdbcDriverManager();
return jdbcDriver.connectAndReadMySql();
}

}

5、<角色:具体实现类> FileExportFromSqlServer.java

/**
* 从Sql Server数据库获得内容
* @author lvzb.software@qq.com
*
*/

public class FileExportFromSqlServer implements FileExportImpl {

@Override
public String readContent() {
JdbcDriverManager jdbcDriver = new JdbcDriverManager();
return jdbcDriver.connectAndReadSqlServer();
}

}

6、<角色:抽象类> FileExportAbstraction.java

/**
* 文件格式导出 抽象类
* @author lvzb.software@qq.com
*
*/

public abstract class FileExportAbstraction {

protected FileExportImpl fileSouce;

public void setFileSource(FileExportImpl fileSouce){
this.fileSouce = fileSouce;
}

public abstract void exportFile();

}

7、<角色:扩充抽象类> TxtFileExport.java

/**
* Txt文件格式导出具体类
* @author lvzb.software@qq.com
*
*/

public class TxtFileExport extends FileExportAbstraction {

@Override
public void exportFile() {
String readContent = fileSouce.readContent();
System.out.println(readContent + ",将内容导出为.txt格式");
}

}

8、<角色:扩充抽象类> XmlFileExport.java

/**
* xml文件格式导出具体类
* @author lvzb.software@qq.com
*
*/

public class XmlFileExport extends FileExportAbstraction {

@Override
public void exportFile() {
String readContent = fileSouce.readContent();
System.out.println(readContent + ",将内容导出为.xml格式");
}
}

9、<角色:扩充抽象类> PdfFileExport.java

/**
* pdf文件格式导出具体类
* @author lvzb.software@qq.com
*
*/

public class PdfFileExport extends FileExportAbstraction {

@Override
public void exportFile() {
String readContent = fileSouce.readContent();
System.out.println(readContent + ",将内容导出为.pdf格式");
}
}

10、客户端测试类: Client.java

public class Client {

public static void main(String[] args) {
FileExportImpl fileOracle = new FileExportFromOracle();
FileExportImpl fileMySql = new FileExportFromMySql();
FileExportImpl fileSqlServer = new FileExportFromSqlServer();

FileExportAbstraction fileTxtExport = new TxtFileExport();
FileExportAbstraction fileXmlExport = new XmlFileExport();
FileExportAbstraction filePdfExport = new PdfFileExport();

// 如果我们要从Oracle中导出xml格式的数据
fileXmlExport.setFileSource(fileOracle);
fileXmlExport.exportFile();

System.out.println("--------------------
"
);
// 如果我们要从Oracle中导出txt格式的数据
fileTxtExport.setFileSource(fileOracle);
fileTxtExport.exportFile();

System.out.println("--------------------
"
);
// 如果我们要从MySql中导出pdf格式的数据
filePdfExport.setFileSource(fileMySql);
filePdfExport.exportFile();
}

}

11、履行结果 以下:

已成功连接到Oracle数据库
已成功从Oracle数据库中读取到了内容,将内容导出为.xml格式
--------------------

已成功连接到Oracle数据库
已成功从Oracle数据库中读取到了内容,将内容导出为.txt格式
--------------------

已成功连接到MySql数据库
已成功从MySql数据库中读取到了内容,将内容导出为.pdf格式

12、后续系统扩大
①、现如果需求要求新增加1种文件输入格式 如:html格式
则只需新写1个FileExportAbstraction抽象类的子类 用以输出html格式便可,而不需要修改其他任何类、不需要修改另外一维度的代码。
②、现如果需求要求新增加1类型数据库类型 如:Sybase
则只需新写1个FileExportImpl接口的实现类、用以从Sybase数据库中获得内容、并修改JdbcDriverManager.java类、添加对Sybase数据库的连接和访问。

因而可知 在两个变化维度中任意扩大1个维度,都不需要修改原有系统、提高了系统的扩大性和可保护性。

6、其他
主要优点:
(1)分离抽象接口及其实现部份。桥接模式使用“对象间的关联关系”解耦了抽象和实现之间固有的绑定关系,使得抽象和实现可以沿着各自的维度来变化。所谓抽象和实现沿着各自维度的变化,也就是说抽象和实现不再在同1个继承层次结构中,而是“子类化”它们,使它们各自都具有自己的子类,以便任何组合子类,从而取得多维度组合对象。
(2)在很多情况下,桥接模式可以取代多层继承方案,多层继承方案背背了“单1职责原则”,复用性较差,且类的个数非常多,桥接模式是比多层继承方案更好的解决方法,它极大减少了子类的个数。
(3)桥接模式提高了系统的可扩大性,在两个变化维度中任意扩大1个维度,都不需要修改原有系统,符合“开闭原则”。

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