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刘伟 · 更新于 2018-01-20 09:01:00

处理多维度变化——桥接模式(三)

完整解决方案

为了减少所需生成的子类数目,实现将操作系统和图像文件格式两个维度分离,使它们可以独立改变,Sunny 公司开发人员使用桥接模式来重构跨平台图像浏览系统的设计,其基本结构如图所示:

在图中,Image 充当抽象类,其子类 JPGImage、PNGImage、BMPImage 和 GIFImage 充当扩充抽象类;ImageImp 充当实现类接口,其子类 WindowsImp、LinuxImp 和 UnixImp 充当具体实现类。完整代码如下所示:

//像素矩阵类:辅助类,各种格式的文件最终都被转化为像素矩阵,不同的操作系统提供不同的方式显示像素矩阵
class Matrix {
    //此处代码省略
}

//抽象图像类:抽象类
abstract class Image {
    protected ImageImp imp;

    public void setImageImp(ImageImp imp) {
        this.imp = imp;
    } 

    public abstract void parseFile(String fileName);
}

//抽象操作系统实现类:实现类接口
interface ImageImp {
    public void doPaint(Matrix m);  //显示像素矩阵m
} 

//Windows操作系统实现类:具体实现类
class WindowsImp implements ImageImp {
    public void doPaint(Matrix m) {
        //调用Windows系统的绘制函数绘制像素矩阵
        System.out.print("在Windows操作系统中显示图像:");
    }
}

//Linux操作系统实现类:具体实现类
class LinuxImp implements ImageImp {
    public void doPaint(Matrix m) {
        //调用Linux系统的绘制函数绘制像素矩阵
        System.out.print("在Linux操作系统中显示图像:");
    }
}

//Unix操作系统实现类:具体实现类
class UnixImp implements ImageImp {
    public void doPaint(Matrix m) {
        //调用Unix系统的绘制函数绘制像素矩阵
        System.out.print("在Unix操作系统中显示图像:");
    }
}

//JPG格式图像:扩充抽象类
class JPGImage extends Image {
    public void parseFile(String fileName) {
        //模拟解析JPG文件并获得一个像素矩阵对象m;
        Matrix m = new Matrix(); 
        imp.doPaint(m);
        System.out.println(fileName + ",格式为JPG。");
    }
}

//PNG格式图像:扩充抽象类
class PNGImage extends Image {
    public void parseFile(String fileName) {
        //模拟解析PNG文件并获得一个像素矩阵对象m;
        Matrix m = new Matrix(); 
        imp.doPaint(m);
        System.out.println(fileName + ",格式为PNG。");
    }
}

//BMP格式图像:扩充抽象类
class BMPImage extends Image {
    public void parseFile(String fileName) {
        //模拟解析BMP文件并获得一个像素矩阵对象m;
        Matrix m = new Matrix(); 
        imp.doPaint(m);
        System.out.println(fileName + ",格式为BMP。");
    }
}

//GIF格式图像:扩充抽象类
class GIFImage extends Image {
    public void parseFile(String fileName) {
        //模拟解析GIF文件并获得一个像素矩阵对象m;
        Matrix m = new Matrix(); 
        imp.doPaint(m);
        System.out.println(fileName + ",格式为GIF。");
    }
}

为了让系统具有更好的灵活性和可扩展性,我们引入了配置文件,将具体扩充抽象类和具体实现类类名都存储在配置文件中,再通过反射生成对象,将生成的具体实现类对象注入到扩充抽象类对象中,其中,配置文件 config.xml 的代码如下所示:

<?xml version="1.0"?>  
<config>  
    <!--RefinedAbstraction-->  
    <className>JPGImage</className>   
    <!--ConcreteImplementor-->  
    <className>WindowsImp</className>  
</config>  

用于读取配置文件 config.xml 并反射生成对象的 XMLUtil 类的代码如下所示:

import javax.xml.parsers.*;
import org.w3c.dom.*;
import org.xml.sax.SAXException;
import java.io.*;
public class XMLUtil {
//该方法用于从XML配置文件中提取具体类类名,并返回一个实例对象
    public static Object getBean(String args) {
        try {
            //创建文档对象
            DocumentBuilderFactory dFactory = DocumentBuilderFactory.newInstance();
            DocumentBuilder builder = dFactory.newDocumentBuilder();
            Document doc;                           
            doc = builder.parse(new File("config.xml")); 
            NodeList nl=null;
            Node classNode=null;
            String cName=null;
            nl = doc.getElementsByTagName("className");

            if(args.equals("image")) {
                //获取第一个包含类名的节点,即扩充抽象类
                classNode=nl.item(0).getFirstChild();

            }
            else if(args.equals("os")) {
               //获取第二个包含类名的节点,即具体实现类
                classNode=nl.item(1).getFirstChild();
            }

             cName=classNode.getNodeValue();
             //通过类名生成实例对象并将其返回
             Class c=Class.forName(cName);
             Object obj=c.newInstance();
             return obj;        
           }   
           catch(Exception e) {
              e.printStackTrace();
              return null;
          }
     }
}

编写如下客户端测试代码:

class Client {
    public static void main(String args[]) {
        Image image;
        ImageImp imp;
        image = (Image)XMLUtil.getBean("image");
        imp = (ImageImp)XMLUtil.getBean("os");
        image.setImageImp(imp);
        image.parseFile("小龙女");
    }
}

编译并运行程序,输出结果如下:

在 Windows 操作系统中显示图像:小龙女,格式为 JPG。

如果需要更换图像文件格式或者更换操作系统,只需修改配置文件即可,在实际使用时,可以通过分析图像文件格式后缀名来确定具体的文件格式,在程序运行时获取操作系统信息来确定操作系统类型,无须使用配置文件。当增加新的图像文件格式或者操作系统时,原有系统无须做任何修改,只需增加一个对应的扩充抽象类或具体实现类即可,系统具有较好的可扩展性,完全符合“开闭原则”。