第11章 桥接模式
Python中的桥接模式
Python中的桥接模式Python中的桥接模式桥接模式是一种软件设计模式，通过将抽象部分与实现部分分离来实现解耦，使得两者可以独立地变化。
在Python中，桥接模式可以帮助我们优雅地解决面向对象编程中的一些常见问题，例如类的扩展性、代码的可读性和可维护性等。
1.桥接模式的基本概念桥接模式的核心思想是：将实现部分与抽象部分分离，使它们可以独立地变化。
在桥接模式中，抽象部分通常是一个抽象类或者接口，它定义了一些基本的功能和方法，但是没有具体的实现。
而实现部分则是一个或多个实现类，它们实现了抽象部分中定义的方法和功能。
通过抽象部分和实现部分之间的桥梁，我们可以将它们连接起来，达到解耦的目的。
桥梁通常是一个包含抽象部分对象和实现部分对象的组合对象。
通过桥梁对象，我们可以将抽象部分和实现部分有效地分离，从而实现更好的可扩展性和可维护性。
2.桥接模式的应用场景桥接模式通常适用于以下几种场景：（1）有多个相互独立的变化维度，且需要在运行时动态组合。
（2）需要隔离抽象部分和实现部分，使得它们可以独立地变化。
（3）需要跨越多个平台或者多个系统。
（4）需要实现松耦合的设计。
（5）需要支持扩展性和可维护性。
在Python中，桥接模式可以应用于很多地方，例如图形用户界面编程、网络编程、数据库编程等。
例如，在图形用户界面编程中，我们可以使用桥接模式来解耦控件和控件容器的关系。
控件容器可以是一个窗口、一个面板或者一个对话框，而控件可以是一个按钮、一个文本框或者一个列表框。
通过使用桥梁对象，我们可以将控件和控件容器有效地解耦，从而实现松耦合的设计。
3.一个桥接模式的示例——文本框和窗口的组合下面，我们通过一个简单的示例来介绍Python中桥接模式的应用。
这个示例演示了如何通过桥接模式将文本框和窗口的关系进行解耦。
首先，我们定义一个抽象类Component，它包含了一个抽象方法draw。
然后，我们定义两个具体的实现类：TextField和Window，它们分别实现了Component中的draw方法。
桥接模式(Bridge)
桥接模式（Bridge）1 场景问题1.1 发送提示消息考虑这样一个实际的业务功能：发送提示消息。
基本上所有带业务流程处理的系统都会有这样的功能，比如某人有新的工作了，需要发送一条消息提示他。
从业务上看，消息又分成普通消息、加急消息和特急消息多种，不同的消息类型，业务功能处理是不一样的，比如加急消息是在消息上添加加急，而特急消息除了添加特急外，还会做一条催促的记录，多久不完成会继续催促。
从发送消息的手段上看，又有系统内短消息、手机短消息、邮件等等。
现在要实现这样的发送提示消息的功能，该如何实现呢？1.2 不用模式的解决方案1：实现简化版本先考虑实现一个简单点的版本，比如：消息先只是实现发送普通消息，发送的方式呢，先实现系统内短消息和邮件。
其它的功能，等这个版本完成过后，再继续添加，这样先把问题简单化，实现起来会容易一点。
（1）由于发送普通消息会有两种不同的实现方式，为了让外部能统一操作，因此，把消息设计成接口，然后由两个不同的实现类，分别实现系统内短消息方式和邮件发送消息的方式。
此时系统结构如图1所示：图1 简化版本的系统结构示意图下面看看大致的实现示意。
（2）先来看看消息的统一接口，示例代码如下：Java代码1./**2. * 消息的统一接口3. */4.public interface Message {5. /**6. * 发送消息7. * @param message 要发送的消息内容8. * @param toUser 消息发送的目的人员9. */10. public void send(String message,String toUser);11.}（3）再来分别看看两种实现方式，这里只是为了示意，并不会真的去发送Email 和站内短消息，先看站内短消息的方式，示例代码如下：Java代码1./**2. * 以站内短消息的方式发送普通消息3. */4.public class CommonMessageSMS implements Message{5. public void send(String message, String toUser) {6. System.out.println("使用站内短消息的方式，发送消息'"7.+message+"'给"+toUser);8. }9.}同样的，实现以Email的方式发送普通消息，示例代码如下：Java代码1./**2. * 以Email的方式发送普通消息3. */4.public class CommonMessageEmail implements Message{5. public void send(String message, String toUser) {6. System.out.println("使用Email的方式，发送消息'"7.+message+"'给"+toUser);8. }9.}2：实现发送加急消息上面的实现，看起来很简单，对不对。
软件设计模式之桥接模式
软件设计模式之桥接模式桥接模式是一种结构性设计模式，用于将抽象与实现分离，使它们可以独立地变化。
该模式将抽象与实现通过一个桥接接口进行连接，实现了抽象和实现的解耦。
桥接模式主要解决了类之间的耦合性，将抽象与其实现分离开来，从而使得它们可以独立地进行变化。
具体而言，桥接模式将一个类的抽象部分与它的实现部分分离，使它们可以独立地进行变化，从而达到一个过程中改变抽象类和实现类的目的。
桥接模式包含以下几个关键角色：- 抽象类（Abstraction）：定义了抽象类的接口，维护了一个指向实现类接口的引用。
- 扩展抽象类（Refined Abstraction）：通过扩展抽象类来更加精细地定义抽象类的接口。
- 实现类接口（Implementor）：定义了实现类的接口。
- 具体实现类（Concrete Implementor）：实现了实现类接口并具体实现它。
下面以一个图形绘制的例子来说明桥接模式的使用。
假设有一个需要绘制图形的应用程序，该程序需要支持绘制不同形状的图形（如圆形、矩形等），且需要支持不同颜色的填充（如红色、蓝色等）。
使用桥接模式可以将图形的形状和颜色的填充进行解耦，使得它们可以独立地进行变化。
首先，定义一个抽象类Shape来表示图形，其中包含一个实现类接口Color作为成员变量来表示颜色的填充。
抽象类Shape定义了一个绘制方法draw，并在其中调用了Color接口的fillColor方法。
具体代码如下：```javapublic abstract class Shapeprotected Color color;public Shape(Color color)this.color = color;}public abstract void draw(;```然后，定义两个扩展抽象类Circle和Rectangle，分别代表圆形和矩形。
它们都继承自抽象类Shape，并实现了抽象方法draw，具体代码如下：```javapublic class Circle extends Shapepublic Circle(Color color)super(color);}public void draSystem.out.print("Circle ");color.fillColor(;}public class Rectangle extends Shapepublic Rectangle(Color color)super(color);}public void draSystem.out.print("Rectangle ");color.fillColor(;}```Color接口定义了一个fillColor方法，具体代码如下：```javapublic interface Colorvoid fillColor(;```最后，定义两个具体实现类RedColor和BlueColor，它们分别代表红色和蓝色的填充。
第11章-面向对象与Java程序设计 (第3版)-微课视频版-朱福喜-清华大学出版社
第6页
11.1.3 JDBC的实现及其驱动程序
源的SQL请求。数据库驱动程序可修改应用程序的请求，使 得请求符合相关的DBMS所支持的文法。 ·数据源：由用户想要存取的数据以及与它相关的操作系统、 DBMS和用于访问DBMS的网络平台组成。
第5页
11.1.2 从ODBC到JDBC
2. JDBC的诞生
Java 刚诞生时，由于没有数据库API，编程人员不得不在 Java程序中加入C语言的ODBC函数调用。这就使Java的很多 优秀特性无法充分发挥，如平台无关性、面向对象特性等。
第4页
11.1.2 从ODBC到JDBC
1. ODBC的结构模型
ODBC包括4个主要部分： ·应用程序接口：屏蔽不同的ODBC数据库驱动程序之间函数
调用的差别，为用户提供统一的SQL编程接口。 ·驱动程序管理器：为应用程序装载数据库驱动程序。 ·数据库驱动程序：实现ODBC的函数调用，提供对特定数据
("jdbc:odbc:wombat", "login", "password"); Statement stmt = con.createStatement(); ResultSet rs = stmt.executeQuery("SELECT a, b, c FROM
Table1"); while (rs.next())
System.out.println(rs.getString("a") + " " +rs.getString ("b") + " " + rs.getString("c"));
MySQL数据库技术与应用(慕课版)课后习题答案
第1章数据库概述1.填空题（1）Oracle（2）U 1U 2U 4U（3）体积小、安装成本低、速度快、源码开放（4）Memcached、Redis、mongoDB（5）大、中、小型网站中2.选择题（1）A（2）B（3）A（4）A（5）D3.简答题（1）常见的关系型数据库有MySQL、Oracle、SQL Server和Access数据库。
MySQL数据库主要应用在广泛地应用到互联网上的大、中、小型网站中；Oracle数据库主要应用在传统大企业、政府机构、金融机构、证券机构等；SQL Server数据库主要应用在部分电商和使用Windows 服务器平台的企业；Access数据库早期应用于小型程序系统ASP + Access、系统留言板、校友录等。
（2）关系型数据库按照结构化的方法存储数据，具备纵向扩展能力，采用结构化查询语言，强调ACID规则，强调数据的强一致性，可以控制事务原子性细粒度，并且一旦操作有误或者有需要，可以回滚事务。
非关系型数据库不需要固定的表结构，一般情况下也不存在对数据的连续操作。
不同点：关系型数据库使用表结构，非关系型的数据库格式灵活。
关系型数据库支持SQL语言，支持事务，非关系型数据库不提供SQL语言，无事务处理。
相对于关系型数据库，非关系型数据库在大数据存取上具备无法比拟的性能优势。
（3）应该注意MySQL的版本和开发人员使用的版本。
第2章环境的安装与基本配置1.填空题（1）Ubuntu CentOS Red Hat（2）RPM包二进制包源码包（3）仅主机模式NAT模式桥接模式（4）数据库语言（5）Mysqladmin、mysqldump等命令2.选择题（1）A（2）B（3）B（4）D（5）D3.简答题（1）在企业中应该使用源码编译方式安装MySQL，使用源码安装在编译安装过程可以设定参数，按照需求，进行安装，并且安装的版本，可以自己选择，灵活性比较大。
（2）VMware虚拟平台提供3种网络模式。
桥接模式设置教程
桥接模式放大信号设置：步骤1：将放大器产品插到电源上，笔记本XP系统设置方法在桌面上点击（网上邻居---查看我的网络---无线网络连接---右击属性---Internet协议版本 4 （TCP/IPV4）---右击属性）。
使用下面的IP地址设置为192.168.1.100子网掩码设置为：255.255.255.0 然后点击“确定”生效。
笔记本WIN7系统设置方法在桌面上点击（网络——网络和共享中心(右上面)——更改适配器设置（左边）---无线网络连接---右击属性---Internet协议版本 4（TCP/IPV4）---右击属性)。
使用下面的IP地址设置为192.168.1.100子网掩码设置为：255.255.255.0 然后点击“确定”生效。
台式电脑设置方法把网线断开，用网线单独把电脑和放大器连接起来（网线一头插上电脑网口，一头插上放大器网口），在，本地连接 ---右击属性---Internet 协议版本---右击属性)修改IP地址192.168.1.100 子网掩码设置为：255.255.255.0然后点击“确定”生效，然后用浏览器输入192.168.1.253进行步骤2设置。
手动IP改好后，电脑扫描环境中的无线网络MERCURY__xxxxx（是放大器无线信号），选中放大器的无线信号，并点击“连接”，连接上之后，如下图所示。
步骤2：在浏览器中输入“192.168.1.253”，输入登陆帐号admin密码admin，打开放大器的管理界面，自动弹出“设置向导”（也可以点击管理界面菜单“设置向导”），如下图所示。
步骤3：点击“下一步”开始设置，弹出无线工作模式设置页面，如下图所示。
步骤4：选择“Bridge（桥接模式）”，点击下一步，弹出无线设置页面，点击“扫描”如下图所示。
点击“扫描”按钮，扫描环境中无线网络，找到您要放大信号的无线网络名称（SSID）点击“连接”。
注意: 扫描结果时请记住原有的WIFI的信道和加密类型,点连接后依次填上。
路由器无线桥接模式
路由器无线桥接模式路由器是我们经常使用的网络设备之一，它可以连接多个设备，并将网络信号传输到不同的设备上。
而在日常使用中，我们有时候需要将两个路由器连接在一起，以便扩大网络覆盖范围或者建立一个更稳定的网络连接。
这时，无线桥接模式就成了一个很有用的功能。
无线桥接模式通过连接两个或多个路由器来扩展网络范围，使得信号可以覆盖更大的面积。
在无线桥接模式下，一个路由器会主要负责连接互联网，并将信号传输到另一个路由器上，然后再通过第二个路由器将信号传输到其他设备上。
这样，我们就可以在不同的地方都能够接收到稳定的网络信号。
以下是一些关于路由器无线桥接模式的详细介绍。
1. 设置网络拓扑在开始使用路由器无线桥接模式之前，我们需要确定需要建立的网络拓扑结构。
一般来说，我们需要一个主路由器，负责连接互联网，并将信号传输到其他路由器。
其他路由器则作为桥接设备，负责接收来自主路由器的信号，并将信号传输到其他设备上。
这个网络拓扑结构是无线桥接模式的基础。
2. 配置主路由器在配置主路由器时，我们需要将其连接到互联网，并设置好Wi-Fi 网络名称和密码。
这样，其他设备就可以连接到主路由器，并通过它的网络连接到互联网。
确保主路由器的网络设置正确无误后，我们可以继续配置桥接设备。
3. 配置桥接设备在配置桥接设备时，我们需要将其连接到主路由器。
在进行连接之前，我们要确保桥接设备处于无线桥接模式下。
然后，通过无线连接或者使用网线将桥接设备连接到主路由器。
在连接成功后，我们需要进入桥接设备的设置页面，进行相应的配置。
4. 设置桥接模式在桥接设备的设置页面中，我们可以找到无线桥接模式的选项。
根据设备的不同，相关选项的名称可能会有所不同，但一般会有类似于“Wireless Bridge”或者“Wireless Repeater”的选项。
选择相应的选项，然后输入主路由器的Wi-Fi网络名称和密码。
这样，桥接设备就能够接收主路由器的信号，并将其传输到其他设备上。
第十一章 综合业务接入技术(2015)
•
现代接入技术是独立于具体业务网的基础接入平台，对上层所有业务流实施都透明传送，呈现多元 化的基本特征。
– 接入技术可以分为有线接入技术和无线接入技术两大类，目前向用户提供宽带业务的主要有基于铜线的ADSL 技术、光纤技术、基于HFC的Cable Modem及宽带无线等接入方式，而ADSL和光纤两种接入方式占了90% 以上。
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ADSL频谱安排
• ADSL采用FDM技术，将可用频带划分为三部分：
– – – 上行信道占据10～50 kHz的带宽，速率一般是144kbps或384kbps，主要用于发送数据和控 制信息。 下行信道占据50kHz的带宽，速率可以是1.5Mbps、3Mbps、6Mbps、9Mpbs。 传统话音业务仍然占用10 kHz以下的低频段。利用双绞线的空闲频带，ADSL实现了全双工数 据通信。
• ADSL2技术
– – 在第一代ADSL技术的基础上发展起来，下行频谱与ADSL相同，最高下行速率理论上可以达 到12Mbps。 支持距离接近7km的引用场合，主要改善如下：
• • • • • • 速率和距离的改善。 增强的功率管理。 增强的抗噪声能力。 增强的故障诊断和线路测试能力。 提供信道化的业务。 多ADSL线路的捆绑。
•
对称（Symmetrical）DSL技术
– 对称DSL技术中上、下行双向传输速率相同，对线路质量要求低，安装调试简单。 – HDSL（高比特率用户数字线）：采用两对或三对双绞线提供全双工数据传输，支持n×64Kb/s（n=1，2，3，… ）各种速率，较高的速率可达T1的1.544Mb/s或E1的2.048Mb/s，传输距离可达3～5km，技术上比较成熟，已 经在视频会议、远程教学、移动电话基站连接等方面得到了较为广泛的应用。这种技术的缺点是目前还不能 传输2.048Mb/s以上的信息，传输距离限于6～10km以内。
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桥接模式
刘 伟 weiliu_china@
本章教学内容
桥接模式
模式动机与定义 模式结构与分析 模式实例与解析 模式效果与应用
模式扩展
桥接模式
模式动机
设想如果要绘制矩形、圆形、椭圆、正方形，我们至少 需要4个形状类，但是如果绘制的图形需要具有不同的 颜色，如红色、绿色、蓝色等，此时至少有如下两种设 计方案：
桥接模式
模式优缺点
桥接模式的优点
• 分离抽象接口及其实现部分。
• 桥接模式有时类似于多继承方案，但是多继承方案违背了类的 单一职责原则（即一个类只有一个变化的原因），复用性比较 差，而且多继承结构中类的个数非常庞大，桥接模式是比多继 承方案更好的解决方法。 • 桥接模式提高了系统的可扩充性，在两个变化维度中任意扩展 一个维度，都不需要修改原有系统。
桥接模式
桥接模式实例与解析
实例二：跨平台视频播放器
MPEGFile + decode (String osType, String fileName) : void ... RMVBFile + decode (String osType, String fileName) : void ...
桥接模式
模式结构
Client
Abstraction + operation () ...
impl
Implementor + operationImpl () ...
RefinedAbstraction + operation () ...
ConcreteImplementorA + operationImpl () ...
• 第一种设计方案是为每一种形状都提供一套各种颜色的版本。 • 第二种设计方案是根据实际需要对形状和颜色进行组合。
桥接模式
模式动机
1
2
桥接模式
模式动机
对于有两个变化维度（即两个变化的原因）的 系统，采用方案二来进行设计系统中类的个数 更少，且系统扩展更为方便。设计方案二即是 桥接模式的应用。桥接模式将继承关系转换为 关联关系，从而降低了类与类之间的耦合，减 少了代码编写量。
• 实现细节对客户透明，可以对用户隐藏实现细节。
桥接模式
模式优缺点
桥接模式的缺点 • 桥接模式的引入会增加系统的理解与设计难度，由于 聚合关联关系建立在抽象层，要求开发者针对抽象进 行设计与编程。 • 桥接模式要求正确识别出系统中两个独立变化的维度， 因此其使用范围具有一定的局限性。
桥接模式
}
桥接模式
模式分析
典型的扩充抽象类代码：
public class RefinedAbstraction extends Abstraction { public void operation() {
//代码
impl.operationImpl(); //代码 } }
桥接模式
桥接模式实例与解析
适配器模式与桥接模式的联用
• 桥接模式和适配器模式用于设计的不同阶段，桥接模式用于系 统的初步设计，对于存在两个独立变化维度的类可以将其分为 抽象化和实现化两个角色，使它们可以分别进行变化；而在初 步设计完成之后，当发现系统与已有类无法协同工作时，可以 采用适配器模式。但有时候在设计初期也需要考虑适配器模式， 特别是那些涉及到大量第三方应用接口的情况。
桥接模式
模式扩展
适配器模式与桥接模式的联用
本章小结
桥接模式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。 它是一种对象结构型模式，又称为柄体(Handle and Body)模式或接口 (Interface)模式。 桥接模式包含如下四个角色：抽象类中定义了一个实现类接口类型的 对象并可以维护该对象；扩充抽象类扩充由抽象类定义的接口，它实 现了在抽象类中定义的抽象业务方法，在扩充抽象类中可以调用在实 现类接口中定义的业务方法；实现类接口定义了实现类的接口，实现 类接口仅提供基本操作，而抽象类定义的接口可能会做更多更复杂的 操作；具体实现类实现了实现类接口并且具体实现它，在不同的具体 实现类中提供基本操作的不同实现，在程序运行时，具体实现类对象 将替换其父类对象，提供给客户端具体的业务操作方法。 在桥接模式中，抽象化(Abstraction)与实现化(Implementation)脱耦， 它们可以沿着各自的维度独立变化。
+ decode (String osType, String fileName) : void ...
WindowsVersion + play (String fileName) : void ...
UnixVersion + play (String fileName) : void ... AVIFile LinuxVersion + play (String fileName) : void + decode (String osType, String fileName) : void ... + decode (String osType, String fileName) : void ... WMVFile
+ bepaint (String penType, String name) : void ...
SmallPen + draw (String name) : void ...
BigPen + draw (String name) : void ...
+ bepaint (String penType, String name) : void ...
桥接模式
桥接模式实例与解析
实例一：模拟毛笔
Pen {abstract} # color : Color + setColor (Color color) : void + draw (String name) : void ...
color
Red + bepaint (String penType, String name) : void ... Green + bepaint (String penType, String name) : void ... Color Blue + bepaint (String penType, String name) : void ... White + bepaint (String penType, String name) : void ... Black
模式适用环境
在以下情况下可以使用桥接模式：
• 如果一个系统需要在构件的抽象化角色和具体化角色之间增加更多的 灵活性，避免在两个层次之间建立静态的继承联系，通过桥接模式可 以使它们在抽象层建立一个关联关系。 • 抽象化角色和实现化角色可以以继承的方式独立扩展而互不影响，在 程序运行时可以动态将一个抽象化子类的对象和一个实现化子类的对 象进行组合，即系统需要对抽象化角色和实现化角色进行动态耦合。
MiddlePen + draw (String name) : void ...
桥接模式
桥接模式实例与解析
实例一：模拟毛笔
• 参考代码 (Chapter 11 Bridge\sample01)
演示……
桥接模式
桥接模式实例与解析
实例二：跨平台视频播放器 • 如果需要开发一个跨平台视频播放器，可以在不同操 作系统平台（如Windows、Linux、Unix等）上播放 多种格式的视频文件，常见的视频格式包括MPEG、 RMVB、AVI、WMV等。现使用桥接模式设计该播放 器。
桥接模式
模式应用
(3) JDBC驱动程序也是桥接模式的应用之一。使用 JDBC驱动程序的应用系统就是抽象角色，而所使用 的数据库是实现角色。一个JDBC驱动程序可以动态 地将一个特定类型的数据库与一个Java应用程序绑 定在一起，从而实现抽象角色与实现角色的动态耦合。
桥接模式
模式扩展
ConcreteImplementorB + operationImpl () ...
桥接模式
模式结构
桥接模式包含如下角色： • Abstraction：抽象类 • RefinedAbstraction：扩充抽象类 • Implementor：实现类接口
• ConcreteImplementor：具体实现类
• 一个类存在两个独立变化的维度，且这两个维度都需要进行扩展。
• 虽然在系统中使用继承是没有问题的，但是由于抽象化角色和具体化 角色需要独立变化，设计要求需要独立管理这两者。 • 对于那些不希望使用继承或因为多层次继承导致系统类的个数急剧增 加的系统，桥接模式尤为适用。
桥接模式
模式应用
(1) Java语言通过Java虚拟机实现了平台的无关性。
桥接模式
模式分析
典型的实现类接口代码：
public interface Implementor { public void operationImpl(); }
桥接模式
模式分析
典型的抽象类代码：
public abstract class Abstraction { protected Implementor impl; public void setImpl(Implementor impl) { this.impl=impl; } public abstract void operation();桥接模式 模源自动机桥接模式 模式定义
桥接模式(Bridge Pattern)：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。它是一种对象结构 型模式，又称为柄体(Handle and Body)模式或接口 (Interface)模式。