JavaでのBridgeパターンの実装方法と使用例

Bridgeパターンは、機能のクラス階層と実装（処理の中身）のクラス階層を橋渡しするパターンです。
機能のクラス階層と実装のクラス階層を分けることで、実装毎に機能を書かなくて良くなりますし、その逆に機能毎に実装を書かなくて良くなります。
結果として、重複した記述を減らすことができ、保守性を向上させることができます。

今回は、RPGのダメージ計算を模したサンプルコードを作成してみました。
機能のクラス階層ではダメージの与え方を定義し、実装のクラス階層では具体的なダメージ計算式を定義しています。
Bridgeパターンの適用により、ダメージの与え方毎にダメージ計算式を書かなくて良くなっている点、逆にダメージ計算式毎にダメージの与え方を書かなくて良くなっている点に注目です。

【サンプルコード】

・DamageCalc.java

// ダメージ計算機能
public class DamageCalc {

    protected DamageCalcImpl damageCalcImpl;
    protected int damage = 0;

    public DamageCalc (DamageCalcImpl damageCalcImpl) {
        this.damageCalcImpl = damageCalcImpl;
    }

    protected void clearDamage() {
        damage = 0;
    }

    public int getDamage() {
        return this.damage;
    }

    public void damageCalc(int offenceValue, int defenceValue) {
        clearDamage();
        damage = damageCalcImpl.damageCalc(offenceValue,defenceValue);
    }

}

// ダメージ計算機能

public class DamageCalc {

protected DamageCalcImpl damageCalcImpl;

protected int damage = 0;

public DamageCalc (DamageCalcImpl damageCalcImpl) {

this.damageCalcImpl = damageCalcImpl;

}

protected void clearDamage() {

damage = 0;

}

public int getDamage() {

return this.damage;

}

public void damageCalc(int offenceValue, int defenceValue) {

clearDamage();

damage = damageCalcImpl.damageCalc(offenceValue,defenceValue);

}

・MultipleDamageCalc.java

// ダメージ計算機能（連続攻撃に対応するための拡張）
public class MultipleDamageCalc extends DamageCalc {

    public MultipleDamageCalc(DamageCalcImpl damageCalcImpl) {
        super(damageCalcImpl);
    }

    public void multipleDamageCalc
        (int offenceValue, int defenceValue, int damageTimes) {
        clearDamage();
        for(int i = 0;i ＜ damageTimes;i++) {
            damage += damageCalcImpl.damageCalc(offenceValue,defenceValue);
        }
    }

}

// ダメージ計算機能（連続攻撃に対応するための拡張）

public class MultipleDamageCalc extends DamageCalc {

public MultipleDamageCalc(DamageCalcImpl damageCalcImpl) {

super(damageCalcImpl);

}

public void multipleDamageCalc

(int offenceValue, int defenceValue, int damageTimes) {

clearDamage();

for(int i = 0;i ＜ damageTimes;i++) {

damage += damageCalcImpl.damageCalc(offenceValue,defenceValue);

}

・DamageCalcImpl.java

// ダメージ計算の実装（抽象クラス）
public abstract class DamageCalcImpl {

    public abstract int damageCalc(int offenceValue, int defenceValue);

}

// ダメージ計算の実装（抽象クラス）

public abstract class DamageCalcImpl {

public abstract int damageCalc(int offenceValue, int defenceValue);

}

・NormalDamageCalcImpl.java

// ダメージ計算の実装（通常のダメージ計算）
public class NormalDamageCalcImpl extends DamageCalcImpl {

    public int damageCalc(int offenceValue, int defenceValue) {
        int damage = 0;
        damage = offenceValue - (defenceValue/2);
        if (damage ＜ 0) {
            damage = 0;
        }
        return damage;
    }

}

// ダメージ計算の実装（通常のダメージ計算）

public class NormalDamageCalcImpl extends DamageCalcImpl {

public int damageCalc(int offenceValue, int defenceValue) {

int damage = 0;

damage = offenceValue - (defenceValue/2);

if (damage ＜ 0) {

damage = 0;

}

return damage;

}

・IgnoreDefenceDamageCalcImpl.java

// ダメージ計算の実装（防御無視のダメージ計算）
public class IgnoreDefenceDamageCalcImpl extends DamageCalcImpl {

    public int damageCalc(int offenceValue, int defenceValue) {
        int damage = 0;
        damage = offenceValue;
        if (damage ＜ 0) {
            damage = 0;
        }
        return damage;
    }

}

// ダメージ計算の実装（防御無視のダメージ計算）

public class IgnoreDefenceDamageCalcImpl extends DamageCalcImpl {

public int damageCalc(int offenceValue, int defenceValue) {

int damage = 0;

damage = offenceValue;

if (damage ＜ 0) {

damage = 0;

}

return damage;

}

・DamageCalcMain.java

// ダメージ計算のメインクラス
public class DamageCalcMain {
    public static void main(String[] args){

        int offenceValue = 100;
        int defenceValue = 50;
        int multipleDamageTimes = 4; // 連続攻撃の場合のみ使用

        NormalDamageCalcImpl normalDamageCalcImpl =
            new NormalDamageCalcImpl();
        IgnoreDefenceDamageCalcImpl ignoreDefenceDamageCalcImpl =
            new IgnoreDefenceDamageCalcImpl();

        System.out.println("■通常のダメージ計算（１回攻撃）");
        DamageCalc damageCalc1 = new DamageCalc(normalDamageCalcImpl);
        damageCalc1.damageCalc(offenceValue, defenceValue);
        System.out.println("　ダメージ：" + damageCalc1.getDamage());

        // 実装を独立させることで、実装毎に機能を書かなくて良い
        // （通常の１回攻撃メソッドと
        //   防御無視の１回攻撃メソッドを用意しなくて良い）
        System.out.println("■防御無視のダメージ計算（１回攻撃）");
        DamageCalc damageCalc2 =
            new DamageCalc(ignoreDefenceDamageCalcImpl);
        damageCalc2.damageCalc(offenceValue, defenceValue);
        System.out.println("　ダメージ：" + damageCalc2.getDamage());

        // 機能を独立させることで、機能毎に実装を書かなくて良い
        // （１回攻撃の防御無視メソッドと
        //   複数攻撃の防御無視メソッドを用意しなくて良い）
        System.out.println("■防御無視のダメージ計算（４回攻撃）");
        MultipleDamageCalc multipleDamageCalc1 =
            new MultipleDamageCalc(ignoreDefenceDamageCalcImpl);
        multipleDamageCalc1.multipleDamageCalc
            (offenceValue, defenceValue, multipleDamageTimes);
        System.out.println("　ダメージ：" + multipleDamageCalc1.getDamage());

    }
}

// ダメージ計算のメインクラス

public class DamageCalcMain {

public static void main(String[] args){

int offenceValue = 100;

int defenceValue = 50;

int multipleDamageTimes = 4; // 連続攻撃の場合のみ使用

NormalDamageCalcImpl normalDamageCalcImpl =

new NormalDamageCalcImpl();

IgnoreDefenceDamageCalcImpl ignoreDefenceDamageCalcImpl =

new IgnoreDefenceDamageCalcImpl();

System.out.println("■通常のダメージ計算（１回攻撃）");

DamageCalc damageCalc1 = new DamageCalc(normalDamageCalcImpl);

damageCalc1.damageCalc(offenceValue, defenceValue);

System.out.println("　ダメージ：" + damageCalc1.getDamage());

// 実装を独立させることで、実装毎に機能を書かなくて良い

// （通常の１回攻撃メソッドと

// 防御無視の１回攻撃メソッドを用意しなくて良い）

System.out.println("■防御無視のダメージ計算（１回攻撃）");

DamageCalc damageCalc2 =

new DamageCalc(ignoreDefenceDamageCalcImpl);

damageCalc2.damageCalc(offenceValue, defenceValue);

System.out.println("　ダメージ：" + damageCalc2.getDamage());

// 機能を独立させることで、機能毎に実装を書かなくて良い

// （１回攻撃の防御無視メソッドと

// 複数攻撃の防御無視メソッドを用意しなくて良い）

System.out.println("■防御無視のダメージ計算（４回攻撃）");

MultipleDamageCalc multipleDamageCalc1 =

new MultipleDamageCalc(ignoreDefenceDamageCalcImpl);

multipleDamageCalc1.multipleDamageCalc

(offenceValue, defenceValue, multipleDamageTimes);

System.out.println("　ダメージ：" + multipleDamageCalc1.getDamage());

}

【実行結果】

■通常のダメージ計算（１回攻撃）
　ダメージ：75
■防御無視のダメージ計算（１回攻撃）
　ダメージ：100
■防御無視のダメージ計算（４回攻撃）
　ダメージ：400

■通常のダメージ計算（１回攻撃）

　ダメージ：75

■防御無視のダメージ計算（１回攻撃）

　ダメージ：100

■防御無視のダメージ計算（４回攻撃）

　ダメージ：400

いかがでしたでしょうか。

先日記事にさせていただいたBuilderパターンと似たような話ですが、こちらのパターンは、機能や処理の中身が少しずつ違う場合に冗長性を排除できるパターンです。
同じ記述をコピーすると保守性が低下しますので、同じ記述が続いてると思ったらこのパターンの適用を検討した方が良いと思います。

まだ紹介できていないデザインパターンがありますので、これからも記事にしていきたいと思います！