前言

关于桥接模式我有以下几个问题想问：

什么是桥接模式？
为什么需要桥接模式（也就是什么情况下使用桥接模式）？
桥接模式的优点是什么？
桥接模式的缺点是什么？

桥接模式与装饰模式很相似，然而，桥接模式主要是为了应对“多维度变化”。同时，桥接模式的使用场景存在一定的局限性。

模式定义

在《设计模式》一书中，对桥模式做了如下释义：

将抽象部分与实现部分分离，使它们都可以独立变化。

GoF这句话的意思是，桥模式能够让抽象部分与实现部分独立变化。这显然是一个解耦的过程，同时，需要两个维度的存在（抽象部分和实现部分）——这是因为，只有存在多个维度时，才有每个维度都可以独立变化的需求。

与继承比较

现在，假设我们需要做一个QQ这样的软件，它包括登陆，发送消息，画图与播放音乐这些功能。因此，抽象基类可以设计成如下样子：

class QQ {
public:
    virtual void login()=0;
    virtual void sendmsg()=0;

    virtual void music()=0;
    virtual void draw()=0;

    virtual ~QQ(){};
};

众所周知，QQ能够安装在win上，也可以在苹果电脑上安装。基于不同设备，它们在播放音乐、画图功能上存在实现差别是理所当然的（例如不同浏览器对css的支持不尽相同）。所以，不同平台，不同实现：

class WinQQ: public QQ {
public:
    virtual void music() {
        // win播放音乐的操作
    }
    virtual void draw() {
        // win画图的操作
    }
};

class AppleQQ: public QQ {
    virtual void music() {
        // apple播放音乐的操作
    }
    virtual void draw() {
        // apple画图的操作
    }
};

依照现实情况，腾讯旗下的QQ其实有两种，一种是完整版的QQ（把它叫作QQPerfect吧），另一种是精简版的TIM。或许在登陆过程中，QQPerfect需要播放音乐而TIM为了足够简洁则不允许播放音乐；在发送消息上，QQPerfect能够发送用户自己画出来的图（draw()产生的数据），TIM则不可以。两种版本的QQ都应该得到win和apple平台的支持。

class WinQQPerfect: WinQQ {
public:
    virtual void login() {
        WinQQ::music();
        // 登陆逻辑
    }
    virtual void sendmsg() {
        ...
        if (...) {
            WinQQ::draw();
            // 发送逻辑
        }
    }
};

class WinTim: WinQQ {
public:
    virtual void login() {
        // 登陆逻辑
    }
    virtual void sendmsg() {
        // 发送逻辑
    }
};

...  // 省略AppleQQPerfect，AppleTim的代码

事实上，WinQQPerfect与AppleQQPerfect，以及WinTim与AppleTim，无非是平台不同，以至于继承的父类不同（前者继承WinQQ，后者继承AppleQQ），我们可以利用组合的方式合并这些类。此时需要对QQ这个抽象基类做些改动：

class QQ {  // 改动后的QQ
protected:
    QQ* qq;
public:
    QQ(QQ* qq): qq(qq) {}
    virtual void login()=0;
    virtual void sendmsg()=0;

    virtual void music()=0;
    virtual void draw()=0;

    virtual ~QQ(){};
};

class QQPerfect: public QQ {  // 合并后的QQPerfect
public:
    QQPerfect(QQ* qq): QQ(qq) {}
    virtual void login() {
        qq->music();
        // 登陆逻辑
    }
    virtual void sendmsg() {
        ...
        if (...) {
            qq->draw();
            // 发送逻辑
        }
    }    
};

...  // 省略TIM的代码

合并WinQQPerfect与AppleQQPerfect之后，麻烦也随之而来，这是因为如果现在实例化一个win版本的QQPerfect，需要这样：

WinQQ wqq = new WinQQ();  // 基类不可以被实例化
QQPerfect wqpft = new QQPerfect(wqq);

可是不行，因为WinQQ继承自抽象基类QQ，而QQ包含了登陆、发送消息、音乐、画图四个纯需函数，WinQQ仅仅重写了music()和draw()。也就是说，它还继承了父类的login()和sendmsg()两个纯需函数，WinQQ现在是一个抽象基类，不可以被实例化。

那我们在QQ类中实现登陆、发送消息两个功能可以吗？显然不行，因为完整版的QQPerfect与TIM的登陆细节不同。对WinQQ来说，亦是同样道理。

由此，陷入一种僵局状态...

桥接模式

回到最初的起点，整理一下思路。基类QQ有四个纯需函数：登陆，发送，音乐，画图。现在我们有两个需求，一个平台相关（Win、Apple），一个业务相关（QQPerfect、TIM）。画图音乐是平台相关，登陆发送是业务相关，平台与业务是两个维度，可我们将其设计在一个类中，看上去这不合理。

桥接模式认为，它们应该分手。原有的QQ于是一分为二，一个专注业务叫QQ，一个专注平台叫QQPlatform：

class QQ {
protected:
    QQPlatform* platform;
public:
    QQ(QQPlatform* plt): platform(plt);
    virtual void login()=0;
    virtual void sendmsg()=0;
};

class QQPlatform {
public:
    virtual void music()=0;
    virtual void draw()=0;
};

这样一来，平台基于QQPlatform：

class WinQQ: public QQPlatform {
public:
    virtual void music() {
        // win播放音乐的操作
    }
    virtual void draw() {
        // win画图的操作
    }
};

class AppleQQ: public QQPlatform {
    virtual void music() {
        // apple播放音乐的操作
    }
    virtual void draw() {
        // apple画图的操作
    }
};

业务基于QQ：

class QQPerfect: public QQ {
public:
    QQPerfect(QQPlatform* plt): QQ(plt) {}
    virtual void login() {
        plt->music();
        // 登陆逻辑
    }
    virtual void sendmsg() {
        ...
        if (...) {
            plt->draw();
            // 发送逻辑
        }
    }
};

class Tim: public QQ {
public:
    QQPerfect(QQPlatform* plt): QQ(plt) {}
    virtual void login() {
        // 登陆逻辑
    }
    virtual void sendmsg() {
        // 发送逻辑
    }
}

现在，平台与业务可以随意组合了：

// win上的完整版QQ
WinQQ* wqq = new WinQQ();
QQPerfect* wqpft = new QQPerfect(wqq);

// apple上的TIM
AppleQQ* aqq = new AppleQQ();
Tim* tim = new Time(aqq);

...

也许不论是完整的QQ还是TIM，其中的登陆逻辑与发送逻辑应该相同，区别在于login()与sendmsg()中的其他部分（放音乐或是发送画图数据）。虽说如此，但我仍没有直接在QQ中实现，这里把QQ作为一个抽象基类，是为了告诉子类们：“请按接口设计重写方法”。

关系梳理

继承关系：

桥接模式：

能够看到，当平台与业务很多时，桥模式可以有效控制子类的增长速度。同时，注意桥接模式与装饰模式的区别。

模式结构

桥接模式包含如下角色：

Abstraction：抽象类
RefinedAbstraction：扩充抽象类
Implementor：实现类接口
ConcreteImplementor：具体实现类

总结

桥接模式优点：

分离抽象接口与实现部分，保证多维度下每个维度能够独立变化；
桥接模式是对多继承方案的优化，提高代码复用性。

桥接模式缺点：

桥接模式要求正确识别出系统中两个独立变化的维度，因此其使用范围具有一定的局限性。

感谢

参考李建忠老师的《C++模式设计》
参考《Graphic Design Patterns》中的桥接模式篇

有关心情

Guan