学习设计模式——适配器模式

Posted 2021-09-13 守夜人爱吃兔子

介绍

适配器模式(Adapter Design Pattern) 将一个接口转换成客户希望的另一个接口，使接口不兼容的那些类可以一起工作。

在适配器模式中，我们通过增加一个新的适配器类来解决接口不兼容的问题，使得原本没有任何关系的类可以协同工作。

比如说我们很多人的手机现在都没有了耳机孔，需要一个转接头来充当适配器，一端连接耳机，一端连接手机的充电口，通过转接就可以正常使用有线耳机了。

适配器模式有两种实现方式： 类适配器、 对象适配器

原理与实现

1. UML类图

对象适配器类图：

类适配器类图：

其中，类适配器使用继承关系来实现，对象适配器使用组合关系来实现。

2. 角色

• 目标接口（Target）:客户所期待的接口。目标可以是具体的或抽象的类，也可以是接口\\
• 需要适配的类（Adaptee）:需要适配的类\\
• 适配器（Adapter）:通过包装一个需要适配的对象，把原接口转换成目标接口

3.实现

Target 表示要转化成的接口定义。Adaptee 是一组不兼容 Target 接口定义的接口，Adaptor 将 Adaptee 转化成一组符合 Target 接口定义的接口。

// 类适配器：基于继承
public interface Target {
    void action();
}


public class Adaptee {
    public void specificAction(){
        // ...
    }
}


public class Adaptor extends Adaptee implements Target {
    @Override
    public void action() {
        this.specificAction();
    }
}

// 对象适配器：基于组合
public interface Target {
    void action();
}


public class Adaptee {
    public void specificAction(){
        // ...
    }
}

public class Adaptor implements Target {
    private Adaptee adaptee;

    public Adaptor(Adaptee adaptee) {
        this.adaptee = adaptee;
    }

    @Override
    public void action() {
        // 委托给 Adaptee
        adaptee.specificAction();
    }
}

这两种实现方式适合使用选择：

• 如果 Adaptee 接口并不多，那两种实现方式都可以。
• 如果 Adaptee 接口很多，而且 Adaptee 和 Target 接口定义大部分相同，那我们推荐使用类适配器，因为 Adaptor 复用父类 Adaptee 的忌口，比起对象适配器的实现方式，Adaptor 的代码量要少一些。
• 如果 Adaptee 接口很多，而且 Adaptee 和 Target 接口定义大部分都不相同，那我们推荐使用对象适配器，因为组合结构相对于继承更加灵活。

应用场景

一般来说，适配器模式可以看作一种“补偿模式”，用来补救设计上的缺陷。应用这种模式算是“无奈之举”。如果在设计初期，我们就能协调规避接口不兼容的问题，那这种模式就没有应用的机会了。

替换依赖的外部系统

当我们把项目中依赖的一个外部系统替换为另一个外部系统的时候，利用适配器模式，可以减少对代码的改动。具体代码如下所示：

外部系统 A 的相关代码

public interface IA {
    void fa();
}

public class A implements IA {
    @Override
    public void fa() {
        System.out.println("外部系统 A 的方法");
    }
}

// 系统中 A 的使用示例
public class Demo {
    private IA a;

    public Demo(IA a) {
        this.a = a;
    }

    public void action() {
        a.fa();
    }
}

将外部系统 A 替换成外部系统 B

public class B {
    public void fb() {
        System.out.println("外部系统 B 的方法");
    }
}

public class BAdaptor implements IA {
    private B b;
    public BAdaptor(B b) {
        this.b = b;
    }

    @Override
    public void fa() {
        b.fb();
    }
}

测试：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {

        Demo d1 = new Demo(new A());
        d1.action();

        Demo d2 = new Demo(new BAdaptor(new B()));
        d2.action();

    }
}

结果：

外部系统 A 的方法
外部系统 B 的方法

在以上的代码中，借助 BAdaptor，Demo 的代码中，调用 IA 接口的地方都无需改动，使用时，只需要将 BAdaptor 如下注入到 Demo 即可。

Demo d2 = new Demo(new BAdaptor(new B()));

除此之外的应用场景：

1. 封装有缺陷的接口设计
2. 统一多个类的接口设计
3. 兼容老版本接口
4. 适配不同格式的数据

总结

代理、桥接、装饰器、适配器 4 中设计模式的区别

代理、桥接、装饰器、适配器，这 4 种模式是比较常用的结构型设计模式。它们的代码结构非常相似。笼统来说，它们都可以称为 Wrapper 模式，也就是通过 Wrapper 类二次封装原始类。

代理模式： 代理模式在不改变原始类接口的条件下，为原始类定义一个代理类，主要目的是控制访问，而非加强功能，这是它跟装饰器模式最大的不同。

桥接模式： 桥接模式的目的是将接口部分和实现部分分离，从而让它们可以较为容易、也相对独立地加以改变。

装饰器模式： 装饰者模式在不改变原始类接口的情况下，对原始类功能进行增强，并且支持多个装饰器的嵌套使用。

适配器模式： 适配器模式是一种事后的补救策略。适配器提供跟原始类不同的接口，而代理模式、装饰器模式提供的都是跟原始类相同的接口。