设计模式之Bridge模式的C++实现

目录

1、Bridge模式的提出

2、Bridge模式的定义

3、Bridge模式总结

4、需求描述

5、多继承方式实现

6、使用Bridge设计模式实现

1、Bridge模式的提出

        在软件功能模块设计中，如果类的实现功能划分不清晰，使得继承得到的子类往往是随着需求的变化，子类急剧膨胀，充斥重复代码。将类要实现功能划分清楚是设计较好软件框架的关键。

2、Bridge模式的定义

        对于类的实现功能具有两个变化的维度，甚至由多个维度的变化，使用类的多继承实现方式，会使子类数目急剧膨胀。Bridge模式使用“对象间的组合关系”解耦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变化，即将不同的维度分别进行抽象，然后各自根据变化维度进行继承。

3、Bridge模式总结

        Bridge模式的应用一般在“两个非常强的变化维度”，有时一个类甚至有多个变化的维度，这时使用Bridge模式的扩展模式来设计代码。

4、需求描述

手机有固有属性（材料、颜色、摄像头个数）和软件属性（开机动画、网络打印、支持app数目）。有2款A、B类型手机，A、B分别继承手机的固有属性功能。在A款基础上又有2款Higher、Pro类型，Higher、Pro分别继承手机的软件功能；在B款的基础上也有2种Higher、Pro，这2种也分别继承手机的软件功能。

5、多继承方式实现

#include <iostream>


class MobilePhone
{
public:
    //手机材质
    virtual void PhoneMaterial()=0;
    //手机颜色
    virtual void PhoneColor()=0;
    //手机大小
    virtual void PhoneCameNum()=0;

    //开机动画
    virtual void BootAnimation()=0;
    //网络打印类型
    virtual void NetPrintType()=0;
    //软件支持数目
    virtual void SoftSuppotNum()=0;

    virtual ~MobilePhone(){
    };


};

//下面的类继承关系中，不同层级的类继承不同抽象函数，可以分函数抽象一个类，见Bridge模式。

class APhoneNoraml:public MobilePhone
{
public:
    virtual ~APhoneNoraml(){};

    virtual void PhoneMaterial()override{
        std::cout << "Glass material" << std::endl;
    };

    virtual void PhoneColor()override{
        std::cout << "2 Colors" << std::endl;
    };

    virtual void PhoneCameNum()override{
        std::cout << "2 CamNum" << std::endl;
    };
};

class BPhoneNoraml:public MobilePhone
{
public:
    virtual ~BPhoneNoraml(){};

    virtual void PhoneMaterial()override{
        std::cout << "Glass material" << std::endl;
    };

    virtual void PhoneColor()override{
        std::cout << "3 Colors" << std::endl;
    };

    virtual void PhoneCameNum()override{
        std::cout << "3 CamNum" << std::endl;
    };
};


class APhoneHiger:public APhoneNoraml
{
public:
    virtual ~APhoneHiger(){};

    virtual void BootAnimation()override{
        APhoneNoraml::PhoneMaterial();
        APhoneNoraml::PhoneColor();
        APhoneNoraml::PhoneCameNum();
        std::cout << "good luck" << std::endl;
    };

    virtual void NetPrintType()override{
        std::cout << "Support base txt type" << std::endl;
    };

    virtual void SoftSuppotNum()override{
        std::cout << "Support 20 app" << std::endl;
    };
};

class BPhoneHiger:public BPhoneNoraml
{
public:
    virtual ~BPhoneHiger(){};

    virtual void BootAnimation()override{
        BPhoneNoraml::PhoneMaterial();
        BPhoneNoraml::PhoneColor();
        BPhoneNoraml::PhoneCameNum();
        std::cout << "gook lunck" << std::endl;
    };

    virtual void NetPrintType()override{
        std::cout << "Support base txt type" << std::endl;
    };

    virtual void SoftSuppotNum()override{
        std::cout << "Support 20 app" << std::endl;
    };

};

class APhonePro:public APhoneNoraml
{
public:
    virtual ~APhonePro(){};

    virtual void BootAnimation()override{
        APhoneNoraml::PhoneMaterial();
        APhoneNoraml::PhoneColor();
        APhoneNoraml::PhoneCameNum();
        std::cout << "best wishes" << std::endl;
    };

    virtual void NetPrintType()override{
        std::cout << "Support base 3 type" << std::endl;
    };

    virtual void SoftSuppotNum()override{
        std::cout << "Support 30 app" << std::endl;
    };
};

class BPhonePro:public BPhoneNoraml
{
public:
    virtual ~BPhonePro(){};

    virtual void BootAnimation()override{
        BPhoneNoraml::PhoneMaterial();
        BPhoneNoraml::PhoneColor();
        BPhoneNoraml::PhoneCameNum();
        std::cout << "best wishes" << std::endl;
    };

    virtual void NetPrintType()override{
        std::cout << "Support base 3 type" << std::endl;
    };

    virtual void SoftSuppotNum()override{
        std::cout << "Support 30 app" << std::endl;
    };

};

int main()
{
    MobilePhone* higherA = new APhoneHiger();
    higherA->BootAnimation();
    higherA->NetPrintType();
    higherA->SoftSuppotNum();
    delete higherA;
    higherA = nullptr;


    MobilePhone* proA = new APhonePro();
    proA->BootAnimation();
    proA->NetPrintType();
    proA->SoftSuppotNum();
    delete proA;
    proA = nullptr;
    return 0;
}

运行结果如下：

6、使用Bridge设计模式实现

#include <iostream>

//将第一个变化维度的三个函数抽象成一个类，供第二层继承使用
class MobilePhone
{
public:
    //手机材质
    virtual void PhoneMaterial()=0;
    //手机颜色
    virtual void PhoneColor()=0;
    //手机大小
    virtual void PhoneCameNum()=0;
    virtual ~MobilePhone(){}
};

//将第二个变化维度的三个函数抽象出一个类，供第三层继承使用
class MobileSoft
{
public:
    MobileSoft(MobilePhone* p):Imp(p){};
    MobilePhone *Imp;
    //开机动画
    virtual void BootAnimation()=0;
    //网络打印类型
    virtual void NetPrintType()=0;
    //软件支持数目
    virtual void SoftSuppotNum()=0;
};

class APhoneNoraml:public MobilePhone
{
public:
    virtual ~APhoneNoraml(){};

    virtual void PhoneMaterial()override{
        std::cout << "Glass material" << std::endl;
    };

    virtual void PhoneColor()override{
        std::cout << "2 Colors" << std::endl;
    };

    virtual void PhoneCameNum()override{
        std::cout << "2 CamNum" << std::endl;
    };
};

class BPhoneNoraml:public MobilePhone
{
public:
    virtual ~BPhoneNoraml(){};

    virtual void PhoneMaterial()override{
        std::cout << "Glass material" << std::endl;
    };

    virtual void PhoneColor()override{
        std::cout << "3 Colors" << std::endl;
    };

    virtual void PhoneCameNum()override{
        std::cout << "3 CamNum" << std::endl;
    };
};

//在第三层继承关系处使用对象组合。
class PhoneHiger:public MobileSoft
{
public:
    PhoneHiger(MobilePhone *p):MobileSoft(p){};
    virtual ~PhoneHiger(){};

    virtual void BootAnimation()override{
        Imp->PhoneMaterial();
        Imp->PhoneColor();
        Imp->PhoneCameNum();
        std::cout << "good luck" << std::endl;
    };

    virtual void NetPrintType()override{
        std::cout << "Support base txt type" << std::endl;
    };

    virtual void SoftSuppotNum()override{
        std::cout << "Support 20 app" << std::endl;
    };
};


class PhonePro:public MobileSoft
{
public:
    PhonePro(MobilePhone *p):MobileSoft(p){};
    virtual ~PhonePro(){};

    virtual void BootAnimation()override{
        Imp->PhoneMaterial();
        Imp->PhoneColor();
        Imp->PhoneCameNum();
        std::cout << "best wishes" << std::endl;
    };

    virtual void NetPrintType()override{
        std::cout << "Support base 3 type" << std::endl;
    };

    virtual void SoftSuppotNum()override{
        std::cout << "Support 30 app" << std::endl;
    };
};

int main()
{
    std::cout << " ************** PhoneHiger ************** " << std::endl;
    MobilePhone *normalA = new APhoneNoraml();
    MobileSoft *higherA = new PhoneHiger(normalA);
    higherA->BootAnimation();
    higherA->NetPrintType();
    higherA->SoftSuppotNum();

    std::cout << "\n ************** PhonePro ************** " << std::endl;
    MobilePhone *normalPro = new APhoneNoraml();
    MobileSoft *proA = new PhonePro(normalPro);
    proA->BootAnimation();
    proA->NetPrintType();
    proA->SoftSuppotNum();
    return 0;
}

运行结果如下：

       上面的代码将不同的变化维度分别抽象成一个类，供子类继承；并且其中一个维度的继承关系用“类成员是基类对象”组合的方式进行替代，使功能类代码具有良好的扩展性，也遵循单一职责原则。

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