桥接模式的核心是将抽象与实现分离，使两者可独立变化；通过抽象类持有一个实现类指针，以组合替代继承，支持图形类型与绘图平台的任意组合，避免类爆炸。
桥接模式（Bridge Pattern）的核心是将抽象与实现分离，使两者可以独立变化。在 C++ 中，通常通过抽象基类定义接口，再用另一个抽象类封装实现细节，两者通过组合而非继承关联。
桥接模式的关键结构
桥接模式包含四个角色：
- Abstraction（抽象类）：定义高层接口，持有一个指向 Implementor 的指针
- RefinedAbstraction（扩充抽象类）：扩展 Abstraction 的接口，可添加新行为
- Implementor（实现类接口）：定义实现层的接口，不关心高层逻辑
- ConcreteImplementor（具体实现类）：实现 Implementor 接口的具体类
一个实用的图形绘制实例
假设我们要支持多种图形（圆、矩形）在不同平台（Windows、Linux）上绘制。若用继承，会爆炸式增长子类（CircleWin、CircleLinux、RectWin、RectLinux……）。桥接模式可解耦“图形类型”和“绘图平台”。
代码结构如下：
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// 实现层接口
class DrawingAPI {
public:
virtual void drawCircle(double x, double y, double radius) = 0;
virtual ~DrawingAPI() = default;
};
// 具体实现：Windows 绘图
class WindowsAPI : public DrawingAPI {
public:
void drawCircle(double x, double y, double radius) override {
std::cout << "Drawing Circle [x=" << x << ", y=" << y
<< ", radius=" << radius << "] on Windows\n";
}
};
// 具体实现：Linux 绘图
class LinuxAPI : public DrawingAPI {
public:
void drawCircle(double x, double y, double radius) override {
std::cout << "Drawing Circle [x=" << x << ", y=" << y
<< ", radius=" << radius << "] on Linux\n";
}
};
// 抽象层：图形
class Shape {
protected:
DrawingAPI m_api; // 桥接点：持有实现类指针
public:
explicit Shape(DrawingAPI api) : m_api(api) {}
virtual void draw() = 0;
virtual ~Shape() = default;
};
// 具体图形：圆
class Circle : public Shape {
double m_x, m_y, m_radius;
public:
Circle(DrawingAPI* api, double x, double y, double radius)
: Shape(api), m_x(x), m_y(y), m_radius(radius) {}
void draw() override {
m_api->drawCircle(m_x, m_y, m_radius);
}};
// 使用示例
int main() {
DrawingAPI winApi = new WindowsAPI();
DrawingAPI linuxApi = new LinuxAPI();
Shape* circleOnWin = new Circle(winApi, 5.0, 3.0, 2.0);
Shape* circleOnLinux = new Circle(linuxApi, 10.0, 7.0, 4.0);
circleOnWin->draw(); // 输出 Windows 版本
circleOnLinux->draw(); // 输出 Linux 版本
delete circleOnWin;
delete circleOnLinux;
delete winApi;
delete linuxApi;
return 0;
}
桥接 vs 继承：为什么更灵活？
如果改用继承实现平台适配，每新增一种图形就要为每个平台写一个子类；而桥接后：
- 新增图形（如 Triangle）只需继承 Shape，复用所有 DrawingAPI 实现
- 新增平台（如 macOSAPI）只需继承 DrawingAPI，自动支持所有已有图形
- 运行时可动态切换实现（例如根据 config 创建不同 API 实例）
使用桥接模式的注意事项
桥接不是万能的，适合以下场景：
- 不希望抽象和实现之间存在编译期绑定（比如插件系统、跨平台模块）
- 抽象和实现都可能独立扩展，且扩展后需任意组合
- 避免类爆炸（继承树过深或过宽）
- 实现类的生命周期由抽象类管理，注意内存安全（建议用智能指针替代裸指针）
实际项目中，推荐用 std::unique_ptr 替代裸指针，避免手动释放；也可将 DrawingAPI 设计为接口类，由工厂创建具体实现，进一步解耦。
