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手机软件何时统一——桥接模式

凭什么你的游戏我不能玩

时间：5月31日20点　　地点：大鸟房间　　人物：小菜、大鸟

今天是618活动的启动日，小菜果断上手了一台PS4，正憧憬着到货开机的场景，思绪却飘到了2007年，那一年，手机市场没有苹果、没有华为，只有诺基亚、摩托罗拉、索爱、波导……群雄逐鹿，好不热闹……

"大鸟，捧着个手机，玩什么呢？"小菜冲进了大鸟的房门。

“哈，玩小游戏呢，新买的手机，竟然可以玩小时候的游戏’魂斗罗’。很久没碰这东西了，感觉很爽哦。”

“哦，是吗，连这游戏都有呀，给我看看。”

"等等，等我死了再说。"大鸟玩得正开心。

"等你死了？"小菜笑道，“你什么时候会’死’呀？”

“那还有段时间了，至少半小时吧。”

"半小时才死呀，哦，那我半小时后来给你收尸。"小菜故意提高嗓门。

"你小子，找死呀。给你给你！"大鸟笑着把手机递给了小菜，“游戏和红白机上的一模一样，很让人怀旧呀。唉，我跟你们这种90后小子说红白机，不就等于对牛弹琴吗！”

“怎么没玩过，我可也是任天堂红白机高手哦。大鸟别把我想得好像和你不是一代人一样，我们的童年应该差不多的。”

“现在时代变化太快了，差五岁，差不多就是差一代人，你是90后，我是80后，我们的童年差距当然很大。”

“哪有这么严重，'魂斗罗’也是我很喜欢的游戏。对了，这游戏可以装到我的手机里吗？”

“你的手机是M品牌的吧，我的是N品牌的，按道理我这里的游戏你是不能玩的。”

“是吗，这真是太扫兴了。你说这手机为什么不能统一一下软件呢？”

“其实手机真正的发展也就近十年，此期间各大手机厂商都发展自己的软件部门开发手机软件，哪怕是同一品牌的手机，不同型号的也完全有可能软件不兼容。”

"是的是的，"小菜点头道，“我以前用过的N品牌的两款手机，功能都是固化在手机里的，最早那个手机的拼音输入法实在是傻得要死，要发个短信得输入半天，和现在的输入法比真可说是天壤之别。而且当年，同品牌的手机，型号不同，软件还算是基本兼容，可惜不同品牌，软件基本还是不能整合在一起。”

“但你有没有想过，在计算机领域里，就完全不一样了。比如由于有了Windows操作系统，使得所有的PC厂商不用关注软件，而软件制造商也不用过多关注硬件，这对计算机的整体发展是非常有利的。而有个别品牌的电脑公司自己开发操作系统和应用软件，尽管充满了创意，但却因为不能与其他软件整合，而使得发展缓慢，连盗版都不愿意光顾它。”

“哈，手机为什么不可以学计算机呢？由专业公司开发操作系统和应用软件，手机商只要好好把手机硬件做好就行了。”

“统一谈何容易，谁做的才算是标准呢？而谁又不希望自己的硬件和软件成为标准，然后一统天下。这里有很多商业竞争的问题，不是我们想的这么简单。不过目前很多智能手机都在朝这个方向发展。或许过几年，我们手里的机器就可以实现软件完全兼容了。”

“我想那时应该就不叫作手机了，而是掌上电脑才更合适。”

注：2007年苹果手机尚未出世，手机操作系统多种多样（黑莓、塞班、Tizen等），互相封闭。而如今，存世的手机操作系统只剩下苹果OS和安卓，鸿蒙正在稳步进场，虽然还没有谁能一统天下，但比起当年群雄混战的状态已经算是井然有序了。本章内容也将在2007年那个特定的历史背景下展开……

紧耦合的程序演化

“说得有道理，另外你有没有想过，这里其实蕴含两种完全不同的思维方式？”

“你是说手机硬件软件和PC硬件软件？”

“对的，如果我现在有一个N品牌的手机，它有一个小游戏，我要玩游戏，程序应该如何写？”

“这还不简单。先写一个此品牌的游戏类，再用客户端调用即可。”

游戏类：

“很好，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，如何做？”“嗯，我想想，两个品牌，都有游戏，我觉得从面向对象的思想来说，应该有一个父类’手机品牌游戏’，然后让N和M品牌的手机游戏都继承于它，这样可以实现同样的运行方法”。

“小菜不错，抽象的感觉来了。”

手机游戏类：

“然后，由于手机都需要通讯录功能，于是N品牌和M品牌都增加了通讯录的增删改查功能。你如何处理？”

“啊，这就有点麻烦了，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’，每个子类下各有’通讯录’和’游戏’子类。”

代码结构图:

手机类：

下属的各自通讯录类和游戏类：

客户端代码：

“哈，这个结构应该还是可以的，现在我问你，如果我现在需要每个品牌都增加一个音乐播放功能，你如何做？”

“这个？那就在每个品牌的下面都增加一个子类。”

"你觉得这两个子类差别大不大？"大鸟追问道。

"应该是不大的，不过没办法呀，因为品牌不同，增加功能就必须要这样的。"小菜无奈地说。

“好，那我现在又来了一家新的手机品牌’S’，它也有游戏、通讯录、音乐播放功能，你如何处理？”

“啊，那就得再增加’手机品牌S’类和三个下属功能子类。这好像有点麻烦了。”

“你也感觉麻烦啦？如果我还需要增加’输入法’功能、‘拍照’功能，再增加’L品牌’‘X品牌’，你的类如何写？”

"啊哦，"小菜学了一声唐老鸭的叫声，感慨道，“我要疯了。要不这样，我换一种方式。”

过了几分钟，小菜画出了另一种结构图。

“你觉得这样子问题就可以解决吗？”

"啊，"小菜摇了摇头，“不行，要是增加手机功能或是增加品牌都会产生很大的影响。”

“你知道问题出在哪里吗？”

"我不知道呀，"小菜很疑惑，“我感觉我一直在用面向对象的理论设计的，先有一个品牌，然后多个品牌就抽象出一个品牌抽象类，对于每个功能，就都继承各自的品牌。或者，不从品牌，从手机软件的角度去分类，这有什么问题呢？”

"是呀，就像我刚开始学会用面向对象的继承时，感觉它既新颖又功能强大，所以只要可以用，就都用上继承。这就好比是**‘有了新锤子，所有的东西看上去都成了钉子**。［DPE］’

但事实上，很多情况用继承会带来麻烦。比如，对象的继承关系是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必然会导致子类发生变化。当你需要复用子类时，如果继承下来的实现不适合解决新的问题，则父类必须重写或被其他更适合的类替换。这种依赖关系限制了灵活性并最终限制了复用性［DP］。"

“是呀，我这样的继承结构，如果不断地增加新品牌或新功能，类会越来越多的。”

"在面向对象设计中，我们还有一个很重要的设计原则，那就是合成／聚合复用原则。即优先使用对象合成／聚合，而不是类继承［DP］。

合成／聚合复用原则

合成／聚合复用原则（CARP），尽量使用合成／聚合，尽量不要使用类继承。［J&DP］

合成（Composition，也有翻译成组合）和聚合（Aggregation）都是关联的特殊种类。

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B对象不是A对象的一部分；合成则是一种强的’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［DPE］。比方说，大雁有两个翅膀，翅膀与大雁是部分和整体的关系，并且它们的生命周期是相同的，于是大雁和翅膀就是合成关系。而大雁是群居动物，所以每只大雁都是属于一个雁群，一个雁群可以有多只大雁，所以大雁和雁群是聚合关系。"

“合成／聚合复用原则的好处是，优先使用对象的合成／聚合将有助于你保持每个类被封装，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］。就刚才的例子，你需要学会用对象的职责，而不是结构来考虑问题。其实答案就在之前我们聊到的手机与电脑的差别上。”

“哦，我想想看，手机是不同的品牌公司，各自做自己的软件，就像我现在的设计一样，而PC却是硬件厂商做硬件，软件厂商做软件，组合起来才是可以用的机器。你是这个意思吗？”

“很好，我很喜欢你提到的’组合’这个词，实际上，像’游戏’‘通讯录’'MP3音乐播放’这些功能都是软件，如果我们可以让其分离与手机的耦合，那么就可以大大减少面对新需求时改动过大的不合理情况。”

“好的好的，我想想怎么弄，你的意思其实就是应该有个’手机品牌’抽象类和’手机软件’抽象类，让不同的品牌和功能都分别继承于它们，这样要增加新的品牌或新的功能都不用影响其他类了。”

"还剩个问题，手机品牌和手机软件之间的关系呢？"大鸟问道。

“我觉得应该是手机品牌包含手机软件，但软件并不是品牌的一部分，所以它们之间是聚合关系。”

“说得好。来试着写写看吧。”

松耦合的程序

小菜经过半小时，改动代码如下。

手机软件抽象类：

手机品牌类：

客户端代码：

“感觉如何？是不是好很多？”

“是呀，现在如果要增加一个功能，比如手机音乐播放功能，那么只要增加这个类就行了。不会影响其他任何类。类的个数增加也只是一个。”

“如果是要增加S品牌，只需要增加一个品牌子类就可以了。个数也是一个，不会影响其他类的改动。”

“这显然也符合了我们之前的一个什么设计原则？”

“开放-封闭原则。这样的设计显然不会修改原来的代码，而只是扩展类就行了。但今天我感受最深的是合成／聚合复用原则，也就是优先使用对象的合成或聚合，而不是类继承。聚合的魅力无限呀。相比，继承的确很容易造成不必要的麻烦。”

“盲目使用继承当然就会造成麻烦，而其本质原因主要是什么？”

“我想应该是，继承是一种强耦合的结构。父类变，子类就必须要变。”“OK，所以我们在用继承时，一定要在是’is-a’的关系时再考虑使用，而不是任何时候都去使用。”

“大鸟，今天这个例子是不是一个设计模式？”

“哈，当然，你看看刚才画的那幅图，两个抽象类之间有什么？像什么？”

“有一个聚合线，哈，像一座桥。”

“好，说得好，这个设计模式就叫作’桥接模式’。”

桥接模式

桥接模式（Bridge），将抽象部分与它的实现部分分离，使它们都可以独立地变化。［DP］

“这里需要理解一下，什么叫抽象与它的实现分离，这并不是说，让抽象类与其派生类分离，因为这没有任何意义。实现指的是抽象类和它的派生类用来实现自己的对象［DPE］。就刚才的例子而言，就是让’手机’既可以按照品牌来分类，也可以按照功能来分类。”

按品牌分类实现结构图:

按软件分类实现结构图:

“由于实现方式有多种，桥接模式的核心意图是把这些实现独立出来，让它们各自变化。这就使得每种实现的变化不会影响其他实现，从而达到应对变化的目的。”

桥接模式基本代码

Implementor类：

客户端代码：

“我觉得桥接模式所说的’将抽象部分与它的实现部分分离’，还是不好理解，我的理解就是实现系统可能有多角度分类，每一种分类都有可能变化，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。”

“哈，小菜说的和GoF说的不就是一回事吗！只不过你说的更通俗，而人家却更简练而已。也就是说，在发现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，就应该要考虑用桥接模式了。”

“哈，我感觉只要真正深入地理解了设计原则，很多设计模式其实就是原则的应用而已，或许在不知不觉中就在使用设计模式了。”

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