桥接模式（Bridge Pattern）和组合模式（Composite Pattern）都是结构型设计模式，旨在解决对象结构的复杂性问题，但它们的应用场景和目的有所不同。以下是它们的区别：
1. 定义与目的
桥接模式（Bridge Pattern）：
- 定义：将抽象部分与它的实现部分分离，使它们可以独立地变化。
- 目的：主要解决在多维度变化情况下，类的爆炸性增长问题。通过将两个或多个维度的变化分离到不同的类层次中，从而使得系统更具灵活性。
组合模式（Composite Pattern）：
- 定义：将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构。组合模式使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。
- 目的：主要解决对象的层次结构问题，使得客户端可以一致地处理单个对象和组合对象。
2. 主要使用场景
桥接模式：
- 当一个类有多个变化维度，并且这些维度需要独立变化时使用桥接模式。例如，一个图形类可能有形状和颜色两个变化维度，那么可以将形状和颜色分离为两个独立的层次结构。
- 当不希望在抽象和实现之间产生紧耦合时。
组合模式：
- 当需要表示对象的部分-整体层次结构时使用组合模式。
- 当希望客户端可以统一地处理单个对象和组合对象时。
3. 结构区别
桥接模式：包含两个独立的层次结构，一个是抽象部分，一个是实现部分。抽象部分包含对实现部分的引用。
组合模式：包含一个对象树的层次结构，叶子节点表示基本对象，组合节点表示容器对象。容器对象可以包含叶子节点或其他容器节点。
4. 示例代码对比
桥接模式（Bridge Pattern）
目的：将抽象部分与它的实现部分分离，使它们可以独立地变化。
类比
想象一下，你在设计一种绘图应用程序，这个应用程序可以绘制不同种类的形状（例如，圆形和方形），而每种形状可以用不同的颜色来绘制（例如，红色和蓝色）。在这种情况下，形状与颜色是两个独立的维度。
如果不用桥接模式，你可能会为每种情况创建一个类：
- 红色的圆形
- 蓝色的圆形
- 红色的方形
- 蓝色的方形
这样类的数量会随着形状和颜色的增加而成倍增长（组合爆炸）。
桥接模式的解决方案：
将形状和颜色分开处理。你创建一个形状的抽象类，并且它包含一个颜色的接口。然后你可以独立地扩展形状和颜色。
// 颜色接口
class Color {
public:virtual std::string fill() const = 0;virtual ~Color() = default;
};class Red : public Color {
public:std::string fill() const override {return "红色";}
};class Blue : public Color {
public:std::string fill() const override {return "蓝色";}
};// 形状抽象类
class Shape {
protected:std::shared_ptr<Color> color;
public:Shape(std::shared_ptr<Color> col) : color(col) {}virtual std::string draw() const = 0;virtual ~Shape() = default;
};class Circle : public Shape {
public:Circle(std::shared_ptr<Color> col) : Shape(col) {}std::string draw() const override {return "绘制一个" + color->fill() + "的圆形";}
};class Square : public Shape {
public:Square(std::shared_ptr<Color> col) : Shape(col) {}std::string draw() const override {return "绘制一个" + color->fill() + "的方形";}
};// 使用
int main() {std::shared_ptr<Color> red = std::make_shared<Red>();std::shared_ptr<Color> blue = std::make_shared<Blue>();std::shared_ptr<Shape> redCircle = std::make_shared<Circle>(red);std::shared_ptr<Shape> blueSquare = std::make_shared<Square>(blue);std::cout << redCircle->draw() << std::endl; // 输出: 绘制一个红色的圆形std::cout << blueSquare->draw() << std::endl; // 输出: 绘制一个蓝色的方形return 0;
}
组合模式（Composite Pattern）
目的：将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构，使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。
类比
想象一下，你在设计一个公司组织架构，这个组织架构中有部门和员工。部门可以包含子部门和员工，子部门又可以包含员工或更多的子部门，形成一个树形结构。
组合模式的解决方案：
你创建一个通用的组件接口，它可以表示部门和员工，然后通过组合对象来表示部门，通过叶子对象来表示员工。
#include <iostream>
#include <vector>
#include <memory>
#include <algorithm>// 组件接口
class Employee {
public:virtual void showDetails() const = 0;virtual void add(std::shared_ptr<Employee> employee) {}virtual void remove(std::shared_ptr<Employee> employee) {}virtual ~Employee() = default;
};// 叶子节点
class Developer : public Employee {
private:std::string name;
public:Developer(const std::string& devName) : name(devName) {}void showDetails() const override {std::cout << "开发者: " << name << std::endl;}
};// 叶子节点
class Designer : public Employee {
private:std::string name;
public:Designer(const std::string& desName) : name(desName) {}void showDetails() const override {std::cout << "设计师: " << name << std::endl;}
};// 容器节点
class Manager : public Employee {
private:std::string name;std::vector<std::shared_ptr<Employee>> subordinates;
public:Manager(const std::string& mgrName) : name(mgrName) {}void showDetails() const override {std::cout << "经理: " << name << std::endl;for (const auto& subordinate : subordinates) {subordinate->showDetails();}}void add(std::shared_ptr<Employee> employee) override {subordinates.push_back(employee);}void remove(std::shared_ptr<Employee> employee) override {subordinates.erase(std::remove(subordinates.begin(), subordinates.end(), employee), subordinates.end());}
};// 使用
int main() {std::shared_ptr<Employee> dev1 = std::make_shared<Developer>("Alice");std::shared_ptr<Employee> dev2 = std::make_shared<Developer>("Bob");std::shared_ptr<Employee> des1 = std::make_shared<Designer>("Charlie");std::shared_ptr<Manager> mgr1 = std::make_shared<Manager>("Dave");mgr1->add(dev1);mgr1->add(dev2);mgr1->add(des1);std::shared_ptr<Employee> des2 = std::make_shared<Designer>("Eve");std::shared_ptr<Manager> generalManager = std::make_shared<Manager>("Frank");generalManager->add(mgr1);generalManager->add(des2);generalManager->showDetails();// 输出:// 经理: Frank// 经理: Dave// 开发者: Alice// 开发者: Bob// 设计师: Charlie// 设计师: Evereturn 0;
}
总结
- 桥接模式：
- 用于分离抽象和实现，使它们可以独立变化。
- 适用于多维度变化的场景，如形状和颜色的组合。
- 组合模式：
- 用于构建对象的树形结构，使得单个对象和组合对象可以一致地处理。
- 适用于表示部分-整体层次结构的场景，如公司组织架构。
