(Credits: Blog von Vishal Chovatiya)
„Trennung der Schnittstelle von einer Implementierung.”
Das Bridge Pattern ist ein strukturelles Entwurfsmuster, mit dem sich eine große Klasse oder eine Reihe eng verwandter Klassen in zwei separate Hierarchien aufteilen lassen – Abstraktion und Implementierung –, die beide unabhängig voneinander entwickelt werden können.
Das Bridge Pattern genießt einen guten Ruf, da sich mit ihm die abstrakten Elemente der Klasse von den Implementierungsdetails trennen lassen. Dieses Muster ist vor allem dann zu empfehlen, wenn die betrachteten Klassen häufig variieren, da sich dann Änderungen an der Codebasis bei minimalem Wissen über das Programm leichter durchführen lassen.
Betrachten wir ein Beispiel, in dem eine Implementierung auf zwei oder mehreren Realisierungen fußt. Zum Beispiel ein Programm, das die Persistenz von Objekten auf verschiedenen Plattformen (Betriebssystemen) realisiert. Einige Objekte sollen in einer Datenbank und andere Objekte wiederum im Dateisystem des unterlagerten Betriebssystems gespeichert werden. Wird das Programm um diese Funktionalität „straight forward” erweitert, sind Probleme vorprogrammiert, da die Abstraktion mit der Implementierung verknüpft wird. In diesem Fall ist es besser, das Bridge Pattern zu verwenden und die Abstraktion von der Implementierung zu trennen. Wird dieses Muster nicht verwendet, kann man die Beobachtung machen, dass Implementierungsdetails in einer Abstraktion enthalten sind.
Ein weiterer Vorteil des Bridge Patterns ist die Möglichkeit, Implementierungsdetails zur Laufzeit zu verändern. Dies ermöglicht es dem Benutzer, Implementierungen zu wechseln, um auf diese Weise zu bestimmen, wie die Software mit anderen Systemen zusammenarbeitet.
Das folgende UML-Diagramm beschreibt eine Implementierung des Bridge Patterns. Es besteht im Wesentlichen aus vier Teilen:
- Abstraction: Definiert eine Abstraktionsschnittstelle. Sie fungiert als Basisklasse für andere verfeinerte Abstraktionsklassen. Sie bezieht sich auch auf eine bestimmte Implementierung, die für plattformspezifische Funktionen verwendet wird.
- RefinedAbstraction: Stellt eine verfeinerte Variation einer Abstraktionsschnittstelle dar, enthält jedoch keine Implementierungsdetails. De facto erweitert sie nur die Abstraktion.
- Implementor: Definiert die Schnittstelle für Implementierungsklassen.
- ConcreteImplementor: Diese Klasse erbt von der Klasse
Implementor. Es kann mehr als eine Instanz vonImplementor-Klassen geben, die dieselbe Schnittstelle unterstützen, aber plattformspezifische Funktionen bereitstellen.
Abbildung 1: Schematische Darstellung des Bridge Patterns.
- Das Adapter Pattern implementiert als Objektadapter ähnelt dem Bridge Pattern, hat jedoch eine andere Absicht. Der Zweck des Bridge Patterns besteht darin, die Schnittstelle von der Implementierung zu trennen. Der Zweck des Adapter Patterns besteht darin, eine vorhandene Schnittstelle zu modifizieren.
Quellcode 1 – Sehr einfache Version
Quellcode 2 – Ein etwas ausführlicheres Beispiel
Bei diesem Muster steht eine Schnittstelle im Mittelpunkt, die als Brücke fungiert, die die Funktionalität konkreter Klassen unabhängig von den Schnittstellenimplementierungsklassen macht. Beide Klassentypen können strukturell verändert werden, ohne sich gegenseitig zu beeinflussen.
Wir demonstrieren die Verwendung des Bridge-Entwurfsmusters anhand des folgenden Beispiels, in dem ein Kreis in verschiedenen Farben mit derselben abstrakten Basisklassenmethode, aber unterschiedlichen Bridge-Implementiererungsklassen gezeichnet werden kann.
In Abbildung 2 finden Sie eine IDrawAPI-Schnittstelle vor, die als Bridge-Schnittstellenklasse fungiert,
und zwei konkrete Klassen RedCircleDrawer und GreenCircleDrawer,
die die IDrawAPI-Schnittstelle implementieren.
Shape ist eine abstrakte Klasse und besitzt einen IDrawAPI-Schnittstellenzeiger
(Raw-Pointer oder Smart-Pointer). In der Anwendung finden Sie ein Beispiel, in dem ein Kreis mit zwei verschiedenen Farben
gezeichnet wird:
Abbildung 2: Ein Anwendungsbeispiel des Bridge Patterns.
Das Pimpl Pattern kann als ein Anwendungsfall des Bridge Patterns angesehen werden: Bei diesem Pattern geht es darum, die Implementierungsdetails einer bestimmten Klasse zu verbergen, indem diese in eine separate Implementierungsklasse ausgelagert werden, auf die ein Zeiger zeigt. Weitere Details hierzu finden sich hier.
Die Anregungen zum konzeptionellen Beispiel finden Sie unter
https://refactoring.guru/design-patterns
und
vor.