[Python设计模式] 第22章 手机型号&软件版本——桥接模式

github地址:https://github.com/cheesezh/python_design_patterns

紧耦合程序演化

题目1

编程模拟以下情景，有一个N品牌手机，在上边玩一个小游戏。

class HandsetNGame():

    def run(self):
        print("运行N品牌手机游戏")

def main():
    game = HandsetNGame()
    game.run()

main()

运行N品牌手机游戏

题目2

现在又有一个M品牌的手机，也有小游戏，客户端也可以调用，需要如何改？

from abc import ABCMeta, abstractmethod

class HandsetGame():
    __metaclass__ = ABCMeta

    @abstractmethod
    def run(self):
        pass

class HandsetNGame(HandsetGame):

    def run(self):
        print("运行N品牌手机游戏")

class HandsetMGame(HandsetGame):

    def run(self):
        print("运行M品牌手机游戏")

点评

现在不同的手机又要增加通讯录功能，又要如何改？

那就意味着父类应该是“手机品牌”，下有“手机品牌M”和“手机品牌N”，每个子类下边又各有“通讯录”和“小游戏”。从上到下是个1-2-4的层级结构。

如果这样的话，那增加一款新的软件，需要在每个手机品牌下边都实现一次，如果新增加一款手机品牌，又需要把所有软件都重写一次。

继承不一定好？

对象的继承关系在编译时就定义好了，所以无法在运行时改变从父类继承的实现。子类的实现与它的父类有非常紧密的依赖关系，以至于父类实现中的任何变化都必然会导致子类发生变化。但你需要复用子类时，如果继承下来的实现不适合解决新的问题，则父类必须重写或者被其他更合适的类替换。这种依赖关系限制了灵活性并最终限制了复用性[DP]。

合成/聚合复用原则

合成/聚合复用原则，尽量使用合成/聚合，尽量不要使用类继承。

聚合表示一种弱的“拥有”关系，体现的是A对象可以包含B对象，但是B对象不是A对象的一部分，就如同“大雁”和“雁群”；

合成表示一种强的“拥有”关系，体现了严格的部分和整体的关系，部分和整体的生命周期一样，就如同“吃饱”和“大雁”；

优先使用对象的合成/聚合将有助于保持每个类被封装，并被集中在单个任务上。这样类和类继承层次会保持较小规模，并且不太可能增长为不可控制的庞然大物[DP]。

像“游戏”，“通讯录”等功能都是软件，我们应该让其与手机解耦，也就是再弄一个“手机软件”抽象类。

松耦合的程序

from abc import ABCMeta, abstractmethod

class HandsetSoft():
    __metaclass__ = ABCMeta

    @abstractmethod
    def run(self):
        pass

class HandsetGame(HandsetSoft):

    def run(self):
        print("run handset game")

class HandsetAddressList(HandsetSoft):

    def run(self):
        print("run handset address list")

class HandsetBrand():
    __metaclass__ = ABCMeta

    @abstractmethod
    def run(slef):
        pass

    def set_handset_soft(self, soft):
        self.soft = soft

class HandsetBrandN(HandsetBrand):

    def run(self):
        print("on handset brand N")
        self.soft.run()

class HandsetBrandM(HandsetBrand):

    def run(self):
        print("on handset brand M")
        self.soft.run()

def main():
    brand = HandsetBrandN()
    brand.set_handset_soft(HandsetGame())
    brand.run()

    brand.set_handset_soft(HandsetAddressList())
    brand.run()

    brand = HandsetBrandM()
    brand.set_handset_soft(HandsetGame())
    brand.run()

    brand.set_handset_soft(HandsetAddressList())
    brand.run()

main()

on handset brand N
run handset game
on handset brand N
run handset address list
on handset brand M
run handset game
on handset brand M
run handset address list

点评

现在如果要增加音乐播放器，那么只要增加这个类就行，不影响其他任何类。

class HandsetPlayer(HandsetSoft):

    def run(self):
        print("run handset player")

现在如果要增加手机品牌S，也只需要增加一个品牌子类即可。

这显然也符合了我们之前的开放-封闭原则，这样的设计显然不会修改原来的代码，只要扩展类即可。

继承也是一种强耦合的结构，所以优先使用对象的合成或聚合，而不是类继承。

像“手机软件”和“手机品牌”两个抽象类之间进行关联，使得它们的实现部分互相分类，就好像一座桥一样，这就是桥接模式。

桥接模式

桥接模式，将抽象部分与它的实现部分分离，使它们可以独立地变化。[DP]

将抽象部分和实现部分分离，并不是指让抽象类和派生类分离，而是指抽象类和它的派生类用来实现自己的对象。就像刚刚的手机品牌&手机软件之间的关系，既可以按照品牌进行实现，又可以按照软件分类进行实现。由于实现的方式有多种，桥接模式的核心意图就是把这些实现独立出来，让它们各自的变化。这使得每种实现的变化都不会影响其他实现，从而达到应对变化的目的。

面对真实需求，实现系统可能有多角度分类，每一种分类都可能变化，那么就把这种多角度分离出来让它们独立变化，减少它们之间的耦合。

在我们需要多角度去分类实现对象，而只用继承会造成大量的类增加，不能满足开放-封闭原则时，就应该考虑使用桥接模式了。

只要真正深入理解设计原则，很多设计模式其实就是原则的应用而已，或许在不经意间就在使用设计模式了。