รูปแบบการออกแบบสะพาน

สวัสดี! เรายังคงเข้าใจหัวข้อที่กว้างและมีประโยชน์มากอย่างต่อเนื่อง - รูปแบบการออกแบบ วันนี้เราจะมาพูดถึงบริดจ์ เช่นเดียวกับรูปแบบอื่นๆ Bridge ทำหน้าที่แก้ไขปัญหาทั่วไปที่นักพัฒนาต้องเผชิญเมื่อออกแบบสถาปัตยกรรมซอฟต์แวร์ วันนี้เรามาศึกษาคุณสมบัติของมันและดูวิธีใช้งานกันดีกว่า

รูปแบบสะพานคืออะไร?

ลายสะพานเป็นลายการออกแบบโครงสร้าง นั่นคือหน้าที่หลักคือการสร้างโครงสร้างคลาสและอ็อบเจ็กต์ที่ครบถ้วน Bridge แก้ปัญหานี้ด้วยการแบ่งคลาส ตั้งแต่หนึ่งคลาสขึ้นไปออกเป็นลำดับชั้นที่แยกจากกัน - นามธรรมและการใช้งาน การเปลี่ยนแปลงฟังก์ชันการทำงานในลำดับชั้นหนึ่งไม่ได้นำมาซึ่งการเปลี่ยนแปลงในอีกลำดับชั้นหนึ่ง ทุกอย่างดูเหมือนชัดเจน แต่จริงๆ แล้ว คำจำกัดความนี้ฟังดูกว้างมาก และไม่ตอบคำถามหลัก: "รูปแบบ Bridge คืออะไร" ฉันคิดว่านี่จะง่ายกว่าสำหรับคุณที่จะเข้าใจในทางปฏิบัติ เรามาสร้างตัวอย่างคลาสสิกสำหรับรูปแบบ Bridge กันทันที เรามีคลาสนามธรรมShapeที่โดยทั่วไปจะอธิบายรูปทรงเรขาคณิต:

• รูปร่าง.java

  public abstract class Shape {
     public abstract void draw();
  }

  เมื่อเราตัดสินใจที่จะเพิ่มรูปร่างสามเหลี่ยมและสี่เหลี่ยมผืนผ้า เราจะสืบทอดมาจากคลาสShape:

• สี่เหลี่ยมผืนผ้า.java:

  public class Rectangle extends Shape {
     @Override
     public void draw() {
         System.out.println("Drawing rectangle");
     }
  }

• สามเหลี่ยม.java:

  public class Triangle extends Shape {
     @Override
     public void draw() {
         System.out.println("Drawing triangle");
     }
  }

ทุกอย่างดูเรียบง่ายจนกระทั่งเราแนะนำแนวคิดเรื่อง "สี" นั่นคือแต่ละรูปจะมีสีของตัวเองซึ่งจะขึ้นอยู่กับฟังก์ชันการทำงานของวิธีการdraw(). เพื่อให้มีการใช้เมธอดที่แตกต่างกันdraw()เราจำเป็นต้องสร้างคลาสสำหรับแต่ละรูปร่างที่สอดคล้องกับสี หากมีสามสี ก็จะมีหกคลาส: TriangleBlack, TriangleGreen, TriangleRed, RectangleBlackและ หกชั้นเรียนไม่ใช่เรื่องใหญ่อะไร แต่! หากเราจำเป็นต้องเพิ่มรูปร่างหรือสีใหม่ จำนวนคลาสจะเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณ จะออกจากสถานการณ์นี้ได้อย่างไร? การจัดเก็บสีในช่องและลองใช้ตัวเลือกแบบมีเงื่อนไขไม่ใช่ทางออกที่ดีที่สุด ทางออกที่ดีคือการแสดงสีในอินเทอร์เฟซที่แยกจากกัน อย่าเพิ่งพูดแต่ทำ : มาสร้างอินเทอร์เฟซและการใช้งานสามอย่าง - และ:RectangleGreenRectangleRedColorBlackColorGreenColorRedColor

• Color.java:

  public interface Color {
     void fillColor();
  }

• BlackColor.java:

  public class BlackColor implements Color {
     @Override
     public void fillColor() {
         System.out.println("Filling in black color");
     }
  }

• GreenColor.java

  public class GreenColor implements Color {
     @Override
     public void fillColor() {
         System.out.println("Filling in green color");
     }
  }

• RedColor.java

  public class RedColor implements Color {
     @Override
     public void fillColor() {
         System.out.println("Filling in red color");
     }
  }

  ตอนนี้เรามาเพิ่มฟิลด์ประเภทColorให้กับคลาสShape- เราจะได้รับค่าของมันในตัวสร้าง

• รูปร่าง.java:

  public abstract class Shape {
     protected Color color;
  
     public Shape(Color color) {
         this.color = color;
     }
  
     public abstract void draw();
  }

  colorเราจะใช้ตัวแปร ในการนำไป Shapeใช้ งาน ซึ่งหมายความว่ารูปร่างสามารถใช้ฟังก์ชันการทำงานของอินเทอร์เฟซได้Colorแล้ว

• สี่เหลี่ยมผืนผ้า.java

  public class Rectangle extends Shape {
  
     public Rectangle(Color color) {
         super(color);
     }
  
     @Override
     public void draw() {
         System.out.println("Drawing rectangle");
         color.fillColor();
     }
  }

เอาล่ะ! ตอนนี้เราสามารถสร้างสีและรูปทรงเรขาคณิตที่แตกต่างกันได้แม้กระทั่งไม่จำกัด ซึ่งเป็นการเพิ่มจำนวนคลาสในการก้าวหน้าทางคณิตศาสตร์ ฟิลด์นี้Color colorเป็นสะพานที่เชื่อมต่อระหว่างสองลำดับชั้นที่แยกจากกัน

อุปกรณ์บริดจ์: สิ่งที่เป็นนามธรรมและการนำไปปฏิบัติ

มาดูคลาสไดอะแกรมที่อธิบายรูปแบบบริดจ์กัน: ที่นี่คุณจะเห็นโครงสร้างอิสระสองโครงสร้างที่สามารถแก้ไขได้โดยไม่กระทบต่อฟังก์ชันการทำงานของกันและกัน ในกรณีของเราคือ:

• นามธรรม - ระดับShape;
• RefinedAbstraction - คลาสTriangle, Rectangle;
• ผู้ดำเนินการ - อินเทอร์เฟซColor;
• ConcreteImplementor - คลาสBlackColorและGreenColor.RedColor

คลาสนี้Shapeแสดงถึงนามธรรม - กลไกในการควบคุมสีของรูปร่างในสีที่ต่างกัน ซึ่งมอบหมายการดำเนินการให้กับอินเทอร์เฟColorซ คลาสTriangleเป็นRectangleวัตถุจริงที่ใช้กลไกที่นำเสนอโดยShapeคลาส BlackColorและGreenColor- RedColorการใช้งานเฉพาะในสาขาการดำเนินงาน มักเรียกว่าแพลตฟอร์ม

รูปแบบ Bridge ใช้ที่ไหน?

ข้อได้เปรียบอย่างมากของการใช้รูปแบบนี้คือ คุณสามารถเปลี่ยนแปลงฟังก์ชันการทำงานของคลาสในสาขาหนึ่งได้โดยไม่ทำลายตรรกะของอีกสาขาหนึ่ง วิธีนี้ยังช่วยลดการเชื่อมโยงคลาสของโปรแกรมอีกด้วย เงื่อนไขหลักในการใช้รูปแบบคือ "ทำตามคำแนะนำ": อย่าติดไว้ที่ใดก็ได้! ที่จริงแล้ว เรามาดูกันว่าในกรณีใดบ้างที่คุณต้องใช้ Bridge อย่างแน่นอน:

1. หากจำเป็นต้องขยายจำนวนเอนทิตีในสองทิศทาง (รูปทรงเรขาคณิต, สี)

2. หากคุณต้องการแบ่งชั้นเรียนขนาดใหญ่ที่ไม่ตรงตามหลักความรับผิดชอบเดี่ยวออกเป็นชั้นเรียนย่อยที่มีฟังก์ชันการทำงานแบบแคบ

3. หากมีความจำเป็นต้องเปลี่ยนแปลงลอจิกของการดำเนินการของเอนทิตีบางอย่างในขณะที่โปรแกรมกำลังทำงานอยู่

4. หากจำเป็น ให้ซ่อนการใช้งานจากไคลเอ็นต์คลาส (ไลบรารี)

เมื่อใช้รูปแบบในแต่ละครั้ง คุณต้องจำไว้ว่ารูปแบบนั้นจะเพิ่มเอนทิตีเพิ่มเติมให้กับโค้ด - การใช้รูปแบบนั้นในโปรเจ็กต์ที่มีรูปทรงเรขาคณิตเพียงรูปเดียวและสีที่เป็นไปได้หนึ่งหรือสองสีนั้นไม่สมเหตุสมผลเลย

ข้อดีและข้อเสียของรูปแบบ

เช่นเดียวกับรูปแบบอื่นๆ Bridge มีทั้งข้อดีและข้อเสีย ประโยชน์ของสะพาน:

1. ปรับปรุงความสามารถในการปรับขนาดโค้ด - คุณสามารถเพิ่มฟังก์ชันการทำงานโดยไม่ต้องกลัวว่าจะทำให้บางสิ่งบางอย่างเสียหายในส่วนอื่นของโปรแกรม
2. ลดจำนวนคลาสย่อย - ใช้งานได้เมื่อจำเป็นต้องขยายจำนวนเอนทิตีในสองทิศทาง (เช่น จำนวนรูปร่างและจำนวนสี)
3. ทำให้สามารถทำงานแยกกันใน Abstraction และ Implementation สองสาขาแยกกัน ซึ่งนักพัฒนาสองคนสามารถทำได้โดยไม่ต้องเจาะลึกรายละเอียดของโค้ดของกันและกัน
4. การลดการเชื่อมต่อของคลาส - สถานที่เดียวที่มีการเชื่อมต่อสองคลาสคือบริดจ์ (ฟิลด์Color color)

ข้อเสียของสะพาน:

1. ขึ้นอยู่กับสถานการณ์เฉพาะและโครงสร้างของโครงการโดยรวม อาจมีผลกระทบด้านลบต่อประสิทธิภาพของโปรแกรม (ตัวอย่างเช่น หากจำเป็นต้องเตรียมใช้งานออบเจ็กต์เพิ่มเติม)
2. ทำให้การอ่านโค้ดซับซ้อนขึ้นเนื่องจากจำเป็นต้องนำทางระหว่างคลาสต่างๆ

ความแตกต่างจากรูปแบบกลยุทธ์

รูปแบบ Bridge มักจะสับสนกับรูปแบบการออกแบบอื่น นั่นคือ Strategy พวกเขาทั้งสองใช้การจัดองค์ประกอบ (ในตัวอย่างรูปร่างและสีที่เราใช้การรวมกลุ่ม แต่รูปแบบ Bridge ก็สามารถใช้การจัดองค์ประกอบได้) โดยการมอบหมายงานให้กับวัตถุอื่น แต่มีความแตกต่างระหว่างพวกเขาและมันใหญ่มาก รูปแบบกลยุทธ์เป็นรูปแบบพฤติกรรม: แก้ปัญหาที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง กลยุทธ์ช่วยให้อัลกอริธึมสามารถใช้แทนกันได้ ในขณะที่ Bridge แยกสิ่งที่เป็นนามธรรมจากการนำไปปฏิบัติเพื่อให้มีตัวเลือกระหว่างการใช้งานที่แตกต่างกัน นั่นคือ Bridge ซึ่งต่างจาก Strategy ตรงที่ใช้กับโครงสร้างทั้งหมดหรือโครงสร้างแบบลำดับชั้น รูปแบบ Bridge อาจเป็นอาวุธที่ดีในคลังแสงของ Developer สิ่งสำคัญคือการค้นหาสถานการณ์ที่คุ้มค่าที่จะใช้มัน หรือใช้รูปแบบอื่น หากคุณยังไม่คุ้นเคยกับเทมเพลตอื่นๆ โปรดอ่านเอกสารเหล่านี้:

• ซิงเกิลตัน
• โรงงาน
• โรงงานนามธรรม
• วิธีการโรงงาน
• หนังสือมอบฉันทะ
• อะแดปเตอร์