摘要

桥接模式是一种结构型设计模式，它将抽象部分与其实现部分分离，使它们可以独立地变化。通过这种方式，桥接模式通过组合的方式建立两个独立变化的维度，一个维度为抽象层（Abstraction），另一个维度为实现层（Implementation），从而减少它们之间的耦合。

在传统的继承机制中，抽象和实现通常是通过继承关系来耦合的，这样的设计难以应对变化，因为一旦抽象部分需要更改，它的实现部分也必须更改，反之亦然。桥接模式通过引入一个抽象层来管理实现层的引用，从而使得抽象和实现可以独立地进行扩展。

正文

应用场景

桥接模式适用于以下场景：

• 当你想要避免一个抽象有多个维度的实现时，例如不同的界面（UI）和不同的业务规则。
• 当你需要在运行时切换不同的实现方式时。
• 当一个类存在两个独立变化的维度，且这两个维度都需要进行扩展时。

优势与劣势

优势

• 分离接口及其实现部分：提供了系统的灵活性，允许独立地管理抽象层和实现层。
• 扩展性强：不论是抽象层还是实现层，都可以独立地进行扩展而不影响对方。
• 符合开闭原则：可以独立地对抽象和实现进行扩展，而不是通过继承来增加功能，这符合开闭原则。
• 隐藏实现细节：用户只与抽象层交互，不需要关心实现细节。

劣势

• 增加复杂性：设计和代码的复杂性增加，因为需要引入更多的接口和类。
• 理解难度：对于初学者来说，桥接模式的概念可能比较难以理解。

示例

示例 1：设备和遥控器

考虑一个遥控器和设备的例子。设备可能是电视、空调等，遥控器可以是基本遥控器或高级遥控器。不同类型的遥控器可能具有不同的功能。

C#
// 实现部分：设备接口
public interface IDevice
{
    void PowerOn();
    void PowerOff();
    void ChangeChannel(int channel);
}

C#
// 抽象部分：遥控器
public abstract class RemoteControl
{
    protected IDevice device;

    protected RemoteControl(IDevice device)
    {
        this.device = device;
    }

    public abstract void TurnOn();
    public abstract void TurnOff();
    public abstract void SetChannel(int channel);
}

C#
// 具体实现：电视
public class Tv : IDevice
{
    public void PowerOn() => Console.WriteLine("电视已开启。");
    public void PowerOff() => Console.WriteLine("电视已关闭。");
    public void ChangeChannel(int channel) => Console.WriteLine($"电视换到频道 {channel}。");
}

C#
// 具体实现：空调
public class AirConditioner:IDevice
{
    public void PowerOn() => Console.WriteLine("空调已开启。");
    public void PowerOff() => Console.WriteLine("空调已关闭。");
    public void ChangeChannel(int temperature) => Console.WriteLine($"空调温度设置为 {temperature}度。");
}

C#
// 扩展抽象：基本遥控器
public class BasicRemoteControl:RemoteControl
{
    public BasicRemoteControl(IDevice device) : base(device) { }

    public override void TurnOn() => device.PowerOn();
    public override void TurnOff() => device.PowerOff();
    public override void SetChannel(int channel) => device.ChangeChannel(channel);
}

C#
// 扩展抽象：高级遥控器
public class AdvancedRemoteControl: RemoteControl
{
    public AdvancedRemoteControl(IDevice device) : base(device) { }

    public override void TurnOn() => device.PowerOn();
    public override void TurnOff() => device.PowerOff();
    public override void SetChannel(int channel) => device.ChangeChannel(channel);

    public void SetTimer(int minutes) => Console.WriteLine($"设置定时关闭为 {minutes} 分钟后。");
}

C#
static void Main(string[] args)
{
    IDevice tv = new Tv();
    RemoteControl basicRemote = new BasicRemoteControl(tv);
    basicRemote.TurnOn();
    basicRemote.SetChannel(5);
    basicRemote.TurnOff();

    IDevice ac = new AirConditioner();
    RemoteControl advancedRemote = new AdvancedRemoteControl(ac);
    advancedRemote.TurnOn();
    advancedRemote.SetChannel(22); // 在空调的上下文中，这可能意味着设置温度
    ((AdvancedRemoteControl)advancedRemote).SetTimer(60);
    advancedRemote.TurnOff();
}