[閱讀筆記] 大話設計模式 --- 橋接模式(Bridge Pattern)

前情提要

因緣繼會下參加了一個線上讀書會,
讀的是一本老書,「大話設計模式」
簡體書應該是 2007 年出版,但是國內有繁體書,
我是在 2010 年左右入手這本書的,號稱簡單易懂,
當時翻了幾遍,但是對 Design Pattern 與 OOP 並沒有很深刻的認知。

如果對 OOP 沒有什概念的人,這本書的附錄也有簡單的介紹。
算是適合當作入門的書。

在實務上,卻很少看到同事在用 Design Pattern 在解決問題,
更多是前人怎麼作,我就怎麼作。
一直到我學習了 TDD 與重構,
我才漸漸了解 Design Pattern 是怎麼一回事,
書中小菜有幸遇到大鳥而我沒有,只能更多努力了。

本書小得

這篇 blog 主要是寫書中的第 22 章–橋接模式,
但是我想提一下心得,也許之後會寫別的章節,也許不會,
但心得就先收錄在這裡了。

首先是這本書面向的讀者應該是小菜,
同時是書中的主角,對物件導向與設計模式不熟悉的人,
所以書中用了很多現實生活中的例子來舉例,
當然我們可以將現實投影到程式當中,但我實際上的感受還是有差異的。
比起生活實例,我現在可能更希望是代碼實例吧。

第二點,書中的背景是 2007 年,所以時空背景已經不太相同了,
以本章(22章,橋接模式)為例,書中提到的手機遊戲跨平台問題,
在 2020 年已經不存在了,現在的智慧型手機與書中的「掌上電腦」功能描述差不多了。

第三點,網路上有簡體版的書在流通,但是用語與正體中文有所差異。

想讀這本書的人參考一下上述幾點,
或許結合一些其它的書籍或是網路資源,
對你來說可以對設計模式有更好的理解。

橋接模式

我猜想命名的原因是來自完成後的類別圖看起來的樣子,
在本書中舉了手機品牌(Brand)與手機軟體(Soft)的關係作為例子,
你可以以 Brand 作為分類,也可以用 Soft 作為分類,
但最後都會長出三層繼承的類別圖,
然後其中都會包含奇怪的職責; Soft 包含 Brand 的資訊(或是 Brand 包含 Soft 的資訊)。

而真正的問題是,難以擴充,每當我們需要一個新的 Soft 或是 Brand
我就需要為所有的 BrandSoft 新增一整組的類別。
而這問題背後的原因就是過度繼承。

書中的例子,有一處我覺得不佳的地方,
在使用橋接模式前,主邏輯如下

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Console.WriteLine("Run N Brand Game");

使用橋接模式後的代碼如下,

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Console.WriteLine("Run Game");

作者可能想強調其橋接的觀念,而不討論橋接的兩端實際有資訊互通的需求,
但是我認為這是不正確的,我們不應該套用了某種 Design Pattern 而改變其原始行為。

接下來我會以下面這張圖,Demo 一下怎麼重構到橋接模式

手機品牌

首先,先寫測試,由於我視作這個結構是遺留代碼的產物,
所以我不認為他會有完整的單元測試,當然如果有的話就要考慮這些測試是否仍然適用。

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var handsetNokiaAddressBook = new HandsetNokiaAddressBook();
handsetNokiaAddressBook.Run();
var handsetNokiaGame = new HandsetNokiaGame();
handsetNokiaGame.Run();
var handsetMotorolaAddressBook = new HandsetMotorolaAddressBook();
handsetMotorolaAddressBook.Run();
var handsetMotorolaGame = new HandsetMotorolaGame();
handsetMotorolaGame.Run();

我寫了一些 End To End 測試列舉出所有的情境。

延申問題

  1. 目前只是 2 x 2,所以要寫 E2E 測試似乎不難,如果是 3 x 3 或更多呢 ? 你會怎麼作 ?
  2. 這裡隱含著一件事,當你看到你的繼承鏈與商業邏輯的交互,
    已經開始出現 2 x 2 的現象時,是一個明示你應該重構它了。

下一步,我可以很明顯的發現中間層的類別,其實一點意義也沒有

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public override void Run()
{}

所以我們要將繼承鏈中最葉端(leaf node)的類別繼承關係移除,

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public class HandsetNBrandGame : HandsetNBrand

改成

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public class HandsetNBrandGame

當然我不認為實務上有這麼簡單能移除一個繼承關係,
所以要達到這一步之前,我們也許要先創造無意義的中間層。
因為這步是對葉端類別的處理,所以我喜歡稱它為「修剪枝葉節點」。

下一步,當我把所有葉端的類別剪除後,我會先作分類,
實務上我會更傾向在腦海中作好分類再剪除,然後一個分類一個分類重構。
比如說 Game 類別:

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public class Game
{
public void Run(string brand)
{
Console.WriteLine($"Run {brand} Game");
}
}

可以看到我已經將 brand 抽出來作為方法變數,
作為過渡時期多載(overloading)或許是個手段
此外,可以看到我透過參數傳遞來解除相依,
這個手段甚至可以套用在 delegate 或是複雜型別。

同樣的步驟再作一次,

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public class AddressBook
{
public void Run(string brand)
{
Console.WriteLine($"Run {brand} Address Book");
}
}

我們可以明顯發現重複的項目可以抽出介面,
實務不需要特別介意是 interfaceabstract class
依最小改動為原則,選擇適當的手段進行即可。

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public interface Application
{
void Run(string brand);
}

public class AddressBook : Application
{
public override void Run(string brand)
{
Console.WriteLine($"Run {brand} Address Book");
}
}

public class Game : Application
{
public override void Run(string brand)
{
Console.WriteLine($"Run {brand} Game");
}
}

這時候我們必須將 brand 傳入,

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public class HandsetNBrand
{
protected HandsetSoft Soft;
protected string Brand;
public HandsetNBrand(HandsetSoft soft)
{
Soft = soft;
Brand = "NBrand";
}

public void Run()
{
this.Soft.Run(Brand);
}
}

而 Client 端就可以組合起來使用。

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var game = new HandsetNokia(new HandsetGame());
game.Run();

同樣的手法作在 HandsetMBrand 之中

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public class HandsetMBrand
{
protected HandsetSoft Soft;
protected string Brand;
public HandsetMBrand(HandsetSoft soft)
{
Soft = soft;
Brand = "MBrand";
}

public void Run()
{
this.Soft.Run(Brand);
}
}

這時候可以發現重複,重構後如下。
除了各自的品牌資訊,大多可以共用的方法與欄位,
我們就抽到父類別。

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public class HandsetBrand
{
private readonly Application _app;
protected string Brand;

protected HandsetBrand(Application app)
{
_app = app;
}
public void Run()
{
this._app.Run(Brand);
}
}

public sealed class HandsetNBrand : HandsetBrand
{
public HandsetNBrand(Application app):base(app)
{
Brand = "NBrand";
}
}

public sealed class HandsetMBrand : HandsetBrand
{
public HandsetMBrand(Application app):base(app)
{
Brand = "MBrand";
}
}

完成

Recap

  1. 修剪枝葉,
  2. 製造重複,重構並產出 Implementor
  3. 如果橋接的兩端有需要傳遞的資訊,考慮使用方法參數
  4. Abstraction 抽象呼叫 Implementor 來建立橋接
    Bridge

參考

(fin)

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