Образец моста - Bridge pattern

Модели моста является шаблон дизайна используется в программной инженерии , который предназначен для «отщепляется в абстракции от его реализации , так что эти два может изменяться независимо» , введенной бандой четыре . Мост использует инкапсуляцию , агрегацию , и может использовать наследование для разделения обязанностей в различные классы .

Когда класс часто меняется, в особенности объектно-ориентированное программирования становится очень полезной , потому что изменения в программу «s код может быть легко с минимальным предварительным знанием о программе. Шаблон моста полезен, когда и класс, и его действия часто меняются. Сам класс можно рассматривать как абстракцию, а то, что он может делать, как реализацию . Образец моста также можно рассматривать как два уровня абстракции.

Когда есть только одна фиксированная реализация, этот шаблон известен как идиома Pimpl в мире C ++ .

Шаблон моста часто путают с шаблоном адаптера и часто реализуют с использованием шаблона адаптера объекта ; например, в коде Java ниже.

Вариант: реализация может быть еще больше отделена, отложив присутствие реализации до точки, в которой используется абстракция.

Обзор

Шаблон проектирования Bridge - один из двадцати трех хорошо известных шаблонов проектирования GoF, которые описывают, как решать повторяющиеся проблемы проектирования для разработки гибкого и многократно используемого объектно-ориентированного программного обеспечения, то есть объектов, которые легче реализовать, изменить, протестировать и повторное использование.

Какие проблемы может решить шаблон проектирования Bridge?

• Абстракция и ее реализация должны определяться и расширяться независимо друг от друга.
• Следует избегать привязки во время компиляции между абстракцией и ее реализацией, чтобы реализацию можно было выбрать во время выполнения.

При использовании подклассов разные подклассы реализуют абстрактный класс по-разному. Но реализация привязана к абстракции во время компиляции и не может быть изменена во время выполнения.

Какое решение описывает шаблон проектирования Bridge?

• Отделите абстракцию ( Abstraction ) от ее реализации ( Implementor ), поместив их в отдельные иерархии классов.
• Реализуйте Abstraction в терминах (путем делегирования) Implementor объекта.

Это позволяет настроить Abstraction с Implementor объектом во время выполнения.
См. Также класс Unified Modeling Language и диаграмму последовательности ниже.

Структура

Схема классов и последовательности UML

Пример класса UML и диаграммы последовательности для шаблона проектирования Bridge.

На приведенной выше диаграмме классов Unified Modeling Language абстракция ( Abstraction ) не реализована, как обычно, в единой иерархии наследования. Вместо этого существует одна иерархия для абстракции ( Abstraction ) и отдельная иерархия для ее реализации ( Implementor ), что делает их независимыми друг от друга. Abstraction Интерфейс ( operation() ) реализован в терминах (путем делегирования) на Implementor интерфейс ( imp.operationImp() ).
В UML - диаграмма последовательности показывает время выполнения взаимодействия: The Abstraction1 реализации Делегаты объекта к Implementor1 объекту (путем вызова operationImp() на Implementor1 ), который выполняет операцию и возвращается Abstraction1 .

Диаграмма классов

Абстракция (абстрактный класс)

определяет абстрактный интерфейс

поддерживает ссылку на исполнителя.

RefinedAbstraction (обычный класс)

расширяет интерфейс, определенный абстракцией

Разработчик (интерфейс)

определяет интерфейс для классов реализации

ConcreteImplementor (обычный класс)

реализует интерфейс Implementor

Мост в LePUS3 ( легенда )

пример

C #

Образец моста объединяет объекты в древовидную структуру. Он отделяет абстракцию от реализации. Здесь абстракция представляет клиента, из которого будут вызываться объекты. Пример, реализованный на C #, приведен ниже.

// Helps in providing truly decoupled architecture
public interface IBridge
{
    void Function1();
    void Function2();
}

public class Bridge1 : IBridge
{
    public void Function1()
    {
        Console.WriteLine("Bridge1.Function1");
    }

    public void Function2()
    {
        Console.WriteLine("Bridge1.Function2");
    }
}

public class Bridge2 : IBridge
{
    public void Function1()
    {
        Console.WriteLine("Bridge2.Function1");
    }

    public void Function2()
    {
        Console.WriteLine("Bridge2.Function2");
    }
}

public interface IAbstractBridge
{
    void CallMethod1();
    void CallMethod2();
}

public class AbstractBridge : IAbstractBridge
{
    public IBridge bridge;

    public AbstractBridge(IBridge bridge)
    {
        this.bridge = bridge;
    }

    public void CallMethod1()
    {
        this.bridge.Function1();
    }

    public void CallMethod2()
    {
        this.bridge.Function2();
    }
}

Классы Bridge - это реализация, использующая ту же интерфейсно-ориентированную архитектуру для создания объектов. С другой стороны, абстракция берет экземпляр класса реализации и запускает его метод. Таким образом, они полностью отделены друг от друга.

Кристалл

abstract class DrawingAPI
  abstract def draw_circle(x : Float64, y : Float64, radius : Float64)
end

class DrawingAPI1 < DrawingAPI
  def draw_circle(x : Float, y : Float, radius : Float)
    "API1.circle at #{x}:#{y} - radius: #{radius}"
  end
end

class DrawingAPI2 < DrawingAPI
  def draw_circle(x : Float64, y : Float64, radius : Float64)
    "API2.circle at #{x}:#{y} - radius: #{radius}"
  end
end

abstract class Shape
  protected getter drawing_api : DrawingAPI

  def initialize(@drawing_api)
  end

  abstract def draw
  abstract def resize_by_percentage(percent : Float64)
end

class CircleShape < Shape
  getter x : Float64
  getter y : Float64
  getter radius : Float64

  def initialize(@x, @y, @radius, drawing_api : DrawingAPI)
    super(drawing_api)
  end

  def draw
    @drawing_api.draw_circle(@x, @y, @radius)
  end

  def resize_by_percentage(percent : Float64)
    @radius *= (1 + percent/100)
  end
end

class BridgePattern
  def self.test
    shapes = [] of Shape
    shapes << CircleShape.new(1.0, 2.0, 3.0, DrawingAPI1.new)
    shapes << CircleShape.new(5.0, 7.0, 11.0, DrawingAPI2.new)

    shapes.each do |shape|
      shape.resize_by_percentage(2.5)
      puts shape.draw
    end
  end
end

BridgePattern.test

Вывод

API1.circle at 1.0:2.0 - radius: 3.075
API2.circle at 5.0:7.0 - radius: 11.275

C ++

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>


class DrawingAPI {
  public:
    virtual ~DrawingAPI() = default;
    virtual std::string DrawCircle(float x, float y, float radius) const = 0;
};

class DrawingAPI01 : public DrawingAPI {
  public:
    std::string DrawCircle(float x, float y, float radius) const override {
      return "API01.circle at " + std::to_string(x) + ":" + std::to_string(y) +
        " - radius: " + std::to_string(radius); 
    }
};

class DrawingAPI02 : public DrawingAPI {
  public:
    std::string DrawCircle(float x, float y, float radius) const override {
      return "API02.circle at " + std::to_string(x) + ":" + std::to_string(y) +
        " - radius: " + std::to_string(radius); 
    }
};

class Shape {
  public:
    Shape(const DrawingAPI& drawing_api) : drawing_api_(drawing_api) {}
    virtual ~Shape() = default;

    virtual std::string Draw() const = 0;
    virtual float ResizeByPercentage(const float percent) = 0;

  protected:
    const DrawingAPI& drawing_api_;
};

class CircleShape: public Shape {
  public:    
    CircleShape(float x, float y, float radius, const DrawingAPI& drawing_api)
      : Shape(drawing_api), x_(x), y_(y), radius_(radius) {}

    std::string Draw() const override {
        return drawing_api_.DrawCircle(x_, y_, radius_);
    }

    float ResizeByPercentage(const float percent) override {
      return radius_ *= (1.0f + percent/100.0f);
    }
  
  private:
    float x_, y_, radius_;
};

int main(int argc, char** argv) {
  std::vector<CircleShape> shapes {
    CircleShape{1.0f, 2.0f, 3.0f, DrawingAPI01{}},
    CircleShape{5.0f, 7.0f, 11.0f, DrawingAPI02{}}
  }; 

  for (auto& shape: shapes) {
    shape.ResizeByPercentage(2.5);
    std::cout << shape.Draw() << std::endl;
  }

  return 0;
}

Вывод:

API01.circle at 1.000000:2.000000 - radius: 3.075000
API02.circle at 5.000000:7.000000 - radius: 11.275000

Ява

Следующая программа на Java определяет банковский счет, который отделяет операции со счетом от регистрации этих операций.

// Logger has two implementations: info and warning
@FunctionalInterface
interface Logger {
    void log(String message);
    
    static Logger info() {
        return message -> System.out.println("info: " + message);
    }
    static Logger warning() {
        return message -> System.out.println("warning: " + message);
    }
}

abstract class AbstractAccount {
    private Logger logger = Logger.info();
    
    public void setLogger(Logger logger) {
        this.logger = logger;
    }
    
    // the logging part is delegated to the Logger implementation
    protected void operate(String message, boolean result) {
        logger.log(message + " result " + result);
    }
}

class SimpleAccount extends AbstractAccount {
    private int balance;
    
    public SimpleAccount(int balance) {
        this.balance = balance;
    }
    
    public boolean isBalanceLow() {
        return balance < 50;
    }
    
    public void withdraw(int amount) {
        boolean shouldPerform = balance >= amount;
        if (shouldPerform) {
            balance -= amount;
        }
        operate("withdraw " + amount, shouldPerform);
    }
}

public class BridgeDemo {
    public static void main(String[] args) {
        SimpleAccount account = new SimpleAccount(100);
        account.withdraw(75);
        
        if (account.isBalanceLow()) {
            // you can also change the Logger implementation at runtime
            account.setLogger(Logger.warning());
        }
        
        account.withdraw(10);
        account.withdraw(100);
    }
}

Он выведет:

info: withdraw 75 result true
warning: withdraw 10 result true
warning: withdraw 100 result false

PHP

interface DrawingAPI
{
    function drawCircle($x, $y, $radius);
}

class DrawingAPI1 implements DrawingAPI
{
    public function drawCircle($x, $y, $radius)
    {
        echo "API1.circle at $x:$y radius $radius.\n";
    }
}

class DrawingAPI2 implements DrawingAPI
{
    public function drawCircle($x, $y, $radius)
    {
        echo "API2.circle at $x:$y radius $radius.\n";
    }
}

abstract class Shape
{
    protected $drawingAPI;

    public abstract function draw();
    public abstract function resizeByPercentage($pct);

    protected function __construct(DrawingAPI $drawingAPI)
    {
        $this->drawingAPI = $drawingAPI;
    }
}

class CircleShape extends Shape
{
    private $x;
    private $y;
    private $radius;

    public function __construct($x, $y, $radius, DrawingAPI $drawingAPI)
    {
        parent::__construct($drawingAPI);
        $this->x = $x;
        $this->y = $y;
        $this->radius = $radius;
    }

    public function draw()
    {
        $this->drawingAPI->drawCircle($this->x, $this->y, $this->radius);
    }

    public function resizeByPercentage($pct)
    {
        $this->radius *= $pct;
    }
}

class Tester
{
    public static function main()
    {
        $shapes = array(
            new CircleShape(1, 3, 7,  new DrawingAPI1()),
            new CircleShape(5, 7, 11, new DrawingAPI2()),
        );

        foreach ($shapes as $shape) {
            $shape->resizeByPercentage(2.5);
            $shape->draw();
        }
    }
}

Tester::main();

Вывод:

API1.circle at 1:3 radius 17.5
API2.circle at 5:7 radius 27.5

Scala

trait DrawingAPI {
  def drawCircle(x: Double, y: Double, radius: Double)
}

class DrawingAPI1 extends DrawingAPI {
  def drawCircle(x: Double, y: Double, radius: Double) = println(s"API #1 $x $y $radius")
}

class DrawingAPI2 extends DrawingAPI {
  def drawCircle(x: Double, y: Double, radius: Double) = println(s"API #2 $x $y $radius")
}

abstract class Shape(drawingAPI: DrawingAPI) {
  def draw()
  def resizePercentage(pct: Double)
}

class CircleShape(x: Double, y: Double, var radius: Double, drawingAPI: DrawingAPI)
    extends Shape(drawingAPI: DrawingAPI) {

  def draw() = drawingAPI.drawCircle(x, y, radius)

  def resizePercentage(pct: Double) { radius *= pct }
}

object BridgePattern {
  def main(args: Array[String]) {
    Seq (
	new CircleShape(1, 3, 5, new DrawingAPI1),
	new CircleShape(4, 5, 6, new DrawingAPI2)
    ) foreach { x =>
        x.resizePercentage(3)
        x.draw()			
      }	
  }
}

Python

"""
Bridge pattern example.
"""
from abc import ABCMeta, abstractmethod


NOT_IMPLEMENTED = "You should implement this."


class DrawingAPI:
    __metaclass__ = ABCMeta

    @abstractmethod
    def draw_circle(self, x, y, radius):
        raise NotImplementedError(NOT_IMPLEMENTED)


class DrawingAPI1(DrawingAPI):
    def draw_circle(self, x, y, radius):
        return f"API1.circle at {x}:{y} - radius: {radius}"


class DrawingAPI2(DrawingAPI):
    def draw_circle(self, x, y, radius):
        return f"API2.circle at {x}:{y} - radius: {radius}"


class DrawingAPI3(DrawingAPI):
    def draw_circle(self, x, y, radius):
        return f"API3.circle at {x}:{y} - radius: {radius}"


class Shape:
    __metaclass__ = ABCMeta

    drawing_api = None
    def __init__(self, drawing_api):
        self.drawing_api = drawing_api

    @abstractmethod
    def draw(self):
        raise NotImplementedError(NOT_IMPLEMENTED)

    @abstractmethod
    def resize_by_percentage(self, percent):
        raise NotImplementedError(NOT_IMPLEMENTED)


class CircleShape(Shape):
    def __init__(self, x, y, radius, drawing_api):
        self.x = x
        self.y = y
        self.radius = radius
        super(CircleShape, self).__init__(drawing_api)


    def draw(self):
        return self.drawing_api.draw_circle(self.x, self.y, self.radius)

    def resize_by_percentage(self, percent):
        self.radius *= 1 + percent / 100


class BridgePattern:
    @staticmethod
    def test():
        shapes = [
            CircleShape(1.0, 2.0, 3.0, DrawingAPI1()),
            CircleShape(5.0, 7.0, 11.0, DrawingAPI2()),
            CircleShape(5.0, 4.0, 12.0, DrawingAPI3()),
        ]

        for shape in shapes:
            shape.resize_by_percentage(2.5)
            print(shape.draw())


BridgePattern.test()

Смотрите также

• Шаблон адаптера
• Шаблон стратегии
• Шаблон метода шаблона

Рекомендации

внешние ссылки

• Мост в UML и LePUS3 (формальный язык моделирования)
• Шаблоны проектирования C #: шаблон "Мост" . Образец главы . 2002-12-20. От: Джеймс У. Купер (2003). Шаблоны проектирования C #: Учебное пособие . Эддисон-Уэсли . ISBN   0-201-84453-2 .