Bridge

Bridge 패턴이란?

큰 클래스 또는 밀접하게 관련된 클래스 집합을 서로 독립적으로 개발할 수 있도록 두 개의 계층(기능 계층과 구현 계층)으로 분리한 디자인 패턴이다.

구현부에서 추상층을 분리하여 각자 독립적으로 변형이 가능하고 확장이 가능하도록 한다. 즉 기능과 구현에 대해서 두 개를 별도의 클래스로 구현을 한다.

먼저 브릿지 패턴이 왜 필요한지 알아보자.

Problem

Shape라는 클래스가 Circle과 Square라는 2개의 서브클래스를 가진다고 가정해보자.

이 클래스 구조에서 각각 Red와 Blue 라는 Color를 적용시켜 Shape에 Color를 통합, 확장시키려고 한다.

이미 Shape에는 Circle과 Square라는 하위 클래스가 있으므로, 위 이미지와 같이 BlueCircle 및 RedSquare와 같이 네 개의 클래스 조합을 만들어야 한다.

만약 계속 이런 방식으로 클래스를 확장해 나가서 Shape가 100개, Color가 100개가 된다면 10,000개의 클래스가 필요하게 된다.

이 후 Shape이나, Color를 1개라도 추가시키려면 각 Shape별 혹은 Color별 클래스가 100개씩 추가시키는 작업이 필요하게 되는 것은 큰 문제이다.

이러한 문제를 해결하는 디자인 패턴이 바로 브릿지 패턴이다.

Solution

위와 같은 문제는 Shape 클래스를 Shape별, Color별 독립적으로 확장하려고 하기 때문에 발생하는 문제인데, 이러한 문제는 계급 상속과 관련된 매우 흔한 문제라고 할 수 있다.

브릿지 패턴은 객체 합성으로 이 문제를 해결한다. 한 클래스 내에 모든 상태나 동작을 포함하는 것이 아닌 아래의 이미지와 같이 원래의 클래스가 새로 확장하려는 상태를 클래스로 분리하여 해당 클래스를 참조하여 조합을 만드는 것이다.

Bridge 패턴 구조

Client : 일반적으로 클라이언트는 추상화 작업에만 관심이 있지만 추상화 개체를 구현 개체 중 하나와 연결하는 것은 클라이언트가 해주어야 하는 작업이다.
Abstraction : 기능 계층의 최상위 클래스. 구현 부분에 해당하는 클래스를 인스턴스를 가지고 해당 인스턴스를 통해 구현 부분의 메서드를 호출한다.
Refined Abstraction : 기능 계층에서 새로운 부분을 확장한 클래스
Implementation : Abstraction의 기능을 구현하기 위한 인터페이스 정의
ConcreteImplementions : 실제 기능을 구현한다.

Bridge 패턴 구현

RemoteControl.class


public class RemoteControl {
private Device divice;

public RemoteControl(Device divice){
     this.divice = divice;
}

public void togglePower() {
     if(divice.isEnabled()) divice.disable();
     else divice.enable();
}

public void volumeDown {
     device.setVolume(device.getVolume() - 10);
}

public void volumeUp {
     device.setVolume(device.getVolume() + 10);
}

public void channelDown {
     device.setChannel(device.getChannel() - 1);
}

public void channelUp {
     device.setChannel(device.getChannel() + 1);
}

}


> AdvancedRemoteControl.class
```java
public class AdvancedRemoteControl extends RemoteControl {
    public void mute() {
         device.setVolume(0);
    }
}

Device.interface

public interface Device {
public boolean isEnabled();
public void enable();
public void disable();
public int getVolume();
public void setVolume(int percent);
public int getChannel();
public void setChannel(int channel);
}

Radio.class


public class Radio implements Device {
private int volume = 50, channel = 11;
private boolean isEnabled;

public boolean isEnabled(){
     return this.isEnabled
}
public void enable(){
     this.isEnabled = true;
}
public void disable(){
     this.isEnabled = false;
}
public int getVolume(){
     return this.volume;
}
public void setVolume(int volume){
     this.volume = volume;
}
public int getChannel(){
     return this.channel;
}
public void setChannel(int channel){
     this.channel = channel;
}

}


> TV.class
```java
public class TV implements Device{
    private int volume, channel;
    private boolean isEnabled;

    public boolean isEnabled(){
         return this.isEnabled
    }
    public void enable(){
         this.isEnabled = true;
    }
    public void disable(){
         this.isEnabled = false;
    }
    public int getVolume(){
         return this.volume;
    }
    public void setVolume(int volume){
         this.volume = volume;
    }
    public int getChannel(){
         return this.channel;
    }
    public void setChannel(int channel){
         this.channel = channel;
    }
}

Main.class


public class Main {
public static void main(String argsp[])
{    
tv = new Tv()
remote = new RemoteControl(tv);
remote.togglePower();

     radio = new Radio();
     remote = new AdvancedRemoteControl(radio);
}

}



흔히 `Adapter` 패턴과 `Bridge` 패턴을 헷갈려하는 경우가 많다고 한다. 

`Adapter` 패턴은 **서로 다른 인터페이스(API)를 연결해주는 패턴**이라면, 

`Bridge` 패턴은 **구현 계층과 기능(추상) 계층을 서로 분리, 연결시켜주는 패턴**이다.

### Bridge 패턴의 활용
- 여러 플랫폼에서 사용해야 할 그래픽스 및 윈도우 처리 시스템에서 유용하게 쓰인다.
- 인터페이스와 실제 구현부를 서로 다른 방식으로 변경해야 하는 경우에 유용하게 쓰인다.

### Bridge 패턴의 장점
- 조합의 개수가 늘어남으로써 발생하는 기하급수적인 클래스 확장을 막을 수 있다.
- 구현을 인터페이스에 완전히 결합시키지 않았기 때문에 구현과 추상화된 부분을 분리시킬 수 있다.
- 추상화된 부분과 실제 구현 부분을 독립적으로 확장할 수 있습니다.
- 추상화된 부분을 구현한 구상 클래스를 바꿔도 클라이언트 쪽에는 영향을 끼치지 않는다.

### Bridge 패턴의 단점
- 응집도가 높은 클래스에 적용하면 코드와 디자인이 더 복잡해진다는 단점이 있다.

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Reference : [https://refactoring.guru/design-patterns/bridge](https://refactoring.guru/design-patterns/bridge)

hongcheol / CS-study

브릿지 패턴 #134