C# 桥接模式

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概念

桥接模式（Bridge Pattern）是一种结构型设计模式，用于将抽象部分与具体实现部分分离，使它们可以独立地变化。这种设计模式通过创建一个连接（桥）来将抽象和实现部分分离，从而允许它们独立地进行扩展和变化。桥接模式的主要目标是解耦抽象部分（如类或对象）和实现部分（如具体类或对象），使得它们可以分别进行扩展或修改，而不会相互影响。

角色定义

桥接模式主要包含以下四个角色：

1. 抽象化（Abstraction）角色：定义抽象类的接口，并维护一个指向实现化对象的引用。
2. 扩展抽象化（Refined Abstraction）角色：是抽象化角色的子类，实现父类中的业务方法，并通过组合关系调用实现化角色中的业务方法。
3. 实现化（Implementor）角色：定义实现化角色的接口，供扩展抽象化角色调用。
4. 具体实现化（Concrete Implementor）角色：给出实现化角色接口的具体实现。

好处

1. 分离抽象接口与实现部分：使得抽象接口和实现部分可以独立变化，提高了系统的可扩展性。
2. 符合开闭原则：对扩展开放，对修改关闭，降低了系统的维护成本。
3. 符合合成复用原则：提高了代码的复用性，减少了代码冗余。
4. 实现细节对客户透明：客户只需关心抽象接口，无需了解具体实现细节。

应用场景

1. 需要在构件的抽象化角色和具体化角色之间增加更多的灵活性：通过桥接模式，可以在抽象层建立一个关联关系，避免在两个层次之间建立静态的继承联系。
2. 不希望使用继承或因为多层次继承导致系统类的个数急剧增加：桥接模式可以取代多层继承方案，减少子类的数量。
3. 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：使用桥接模式可以分别对这些维度进行扩展，而不会影响其他部分。

示例代码

using System;

// 实现化角色接口
namespace BridgePatternDemo
{
    public interface IDrawAPI
    {
        void DrawCircle(int radius, int x, int y);
    }

    // 具体实现化角色1
    public class RedCircle : IDrawAPI
    {
        public void DrawCircle(int radius, int x, int y)
        {
            Console.WriteLine($"Drawing Circle[color: red, radius: {radius}, x: {x}, y: {y}]");
        }
    }

    // 具体实现化角色2
    public class GreenCircle : IDrawAPI
    {
        public void DrawCircle(int radius, int x, int y)
        {
            Console.WriteLine($"Drawing Circle[color: green, radius: {radius}, x: {x}, y: {y}]");
        }
    }

    // 抽象化角色
    public abstract class Shape
    {
        protected IDrawAPI drawAPI;

        protected Shape(IDrawAPI drawAPI)
        {
            this.drawAPI = drawAPI;
        }

        public abstract void Draw();
    }

    // 扩展抽象化角色
    public class Circle : Shape
    {
        private int x, y, radius;

        public Circle(int x, int y, int radius, IDrawAPI drawAPI) : base(drawAPI)
        {
            this.x = x;
            this.y = y;
            this.radius = radius;
        }

        public override void Draw()
        {
            drawAPI.DrawCircle(radius, x, y);
        }
    }
}

// 客户端代码
class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        // 创建具体实现化对象
        IDrawAPI redCircleAPI = new RedCircle();
        IDrawAPI greenCircleAPI = new GreenCircle();

        // 创建扩展抽象化对象，并注入具体实现化对象
        Shape redCircle = new Circle(100, 100, 10, redCircleAPI);
        Shape greenCircle = new Circle(100, 100, 10, greenCircleAPI);

        // 调用方法，展示结果
        redCircle.Draw();
        greenCircle.Draw();

        Console.ReadLine();
    }
}
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在这个示例中，IDrawAPI 接口及其两个具体实现 RedCircle 和 GreenCircle 构成了实现化角色的部分。Shape 抽象类和 Circle 类则构成了抽象化角色和扩展抽象化角色的部分。客户端代码（位于 Program 类中）展示了如何使用这些角色来创建和绘制不同颜色的圆形。

通过桥接模式，我们可以轻松地在不修改 Circle 类或 Shape 抽象类的情况下，添加新的颜色或绘制方法，只需实现新的 IDrawAPI 接口即可。这增加了系统的灵活性和可扩展性。

六、总结

桥接模式通过将抽象部分与实现部分分离，提高了系统的灵活性和可扩展性。在实际开发中，当遇到需要在两个独立变化的维度上进行扩展时，可以考虑使用桥接模式。希望本文能帮助你更好地理解和应用C#中的桥接模式。