设计模式之适配器模式

Posted 2021-02-07 liuyi6

前言

小六新买了一个小米6手机，它高高兴兴的拿到新手机，想要插上耳机听歌，但发现手机没有耳机孔，仔细查看说明书之后发现，小米6手机是充电孔耳机孔在一起，在插耳机时需要一个耳机转接器，才能插耳机。我们用程序员的眼观来看，这里相当于增加了一个转接器类用于适配耳机，这就类似于我们今天提到的设计模式—适配器模式。

一、适配器模式实现

适配器模式的类图如下所示：

其中：

• Client：客户端，调用自己需要的接口Target
• Target：定义客户端需要的跟特定需求相关的接口
• Apaptee：已存在接口，通常满足功能需求但与特定需求接口不一致
• Adapter：适配器，将Adaptee适配为Client需要的Target接口。

适配器模式的主要功能是进行转换匹配，用来复用已有的功能。适配器模式将某个类的接口转换成客户端期望的另一个接口，目的是消除由于接口不匹配所造成的类的兼容性问题。主要分为三类：类适配器模式、对象适配器模式、接口适配器模式。

三种适配器模式有各自的应用场景：

• 类的适配器模式：将一个类转换成满足另一个新接口的类，创建一个新类，继承原有的类，实现新的接口即可。
• 对象的适配器模式：将一个对象转换成满足另一个新接口的对象，可以创建一个Wrapper类，持有原类的一个实例，在Wrapper类的方法中，调用实例的方法即可。
• 接口的适配器模式：当不希望实现一个接口中所有的方法时，可以创建一个抽象类Wrapper，实现所有方法，我们写别的类的时候，继承抽象类即可。

下面针对三种情况进行代码实现：

1、类适配器模式

核心思想就是：有一个Source类，拥有一个方法，待适配，目标接口是Targetable，通过Adapter类，将Source的功能扩展到Targetable里，类图如下所示：

代码如下：

public class Source {   
    public void method1() {  
        System.out.println("this is original method!");  
    }  
}  

public interface Targetable {  
    /* 与原类中的方法相同 */  
    public void method1();  
    /* 新类的方法 */  
    public void method2();  
}

Adapter类继承Source类，实现Targetable接口：

public class Adapter extends Source implements Targetable {  
    @Override  
    public void method2() {  
        System.out.println("this is the targetable method!");  
    }  
}  

这样Targetable接口的实现类就具有了Source类的功能。下面为测试类：

public class AdapterTest {  
    public static void main(String[] args) {  
        Targetable target = new Adapter();  
        target.method1();  
        target.method2();  
    }  
}  

2、对象适配器模式

基本思路和类的适配器模式相同，只是将Adapter类作修改，这次不继承Source类，而是持有Source类的实例，以达到解决兼容性的问题。如图：

只需要修改Adapter类的源码即可：

public class Wrapper implements Targetable {  
    private Source source;  
    public Wrapper(Source source){  
        super();  
        this.source = source;  
    }  
    @Override  
    public void method2() {  
        System.out.println("this is the targetable method!");  
    }    
    @Override  
    public void method1() {  
        source.method1();  
    }  
}

测试类：

public class AdapterTest {     
    public static void main(String[] args) {  
        Source source = new Source();  
        Targetable target = new Wrapper(source);  
        target.method1();  
        target.method2();  
    }  
} 

输出与第一种一样，只是适配的方法不同而已。

3、接口适配器模式

接口的适配器模式是当一个接口中有多个抽象方法，但只需要使用其中某些方法，可借助一个抽象类实现该接口的所有的方法，而我们只需写一个类继承该抽象类，重写需要的方法即可。类图如下：

示例代码如下：

接口Sourceable：

 public interface Sourceable {      
     public void method1();  
     public void method2();  
 } 

抽象类Wrapper2：

public abstract class Wrapper2 implements Sourceable{  
    public void method1(){}  
    public void method2(){}  
}  

实现类：

public class SourceSub1 extends Wrapper2 {  
    public void method1(){  
        System.out.println("the sourceable interface's first Sub1!");  
    }  
} 

public class SourceSub2 extends Wrapper2 {  
    public void method2(){  
        System.out.println("the sourceable interface's second Sub2!");  
    }  
} 

二、适配器模式说明

适配器模式的本质是：转换匹配，复用功能。适配器模式中被适配的接口Adaptee与适配的接口Target没有关系，他们中的方法可以相同，也可以完全不同，适配器模式的实现方式是通过组合对象的方式进行的，将功能委托给被适配的对象进行的。

适配器模式调用的序列图如下所示：

适配器模式的实现有以下几种：

• 常见适配：适配器类会实现接口，在实现过程中调用待适配的类中的方法

• 智能适配器：在适配器类中实现接口中定义的新方法，通常来说，适配器类中既可以通过借助继承类中的方法实现高层功能，也可以实现接口中定义的新方法，进行功能扩展。

• 缺省适配：即对接口的缺省实现，即接口适配器模式。

此外，在适配过程中，可能接口功能的实现需要多个待适配类中的方法交互才能满足需求，即同时适配多个类。适配实现的复杂度取决于待适配类与接口的相似度，相似程度越高，适配类的实现难度越低。

在实际项目过程中，通常会存在两个版本共存的情况，这就是需要使用到双向适配器。示例代码如下：

两个版本的实现代码：

public interface Targetable1 {
    public void produce1();
}
public class Target1 implements Targetable1 {
    @Override
    public void produce1() {
        System.out.println("Targetable1的produce1实现");
    }
}

public interface Targetable2 {
    public void produce2();
}
public class Target2 implements Targetable2 {
    @Override
    public void produce2() {
        System.out.println("Targetable2的produce2实现");
    }
}

适配器类的代码如下：

public class Adapter implements Targetable1, Targetable2 {

    private Targetable1 target1;
    private Targetable2 target2;

    @Override
    public void produce1() {
        target1.produce1();
    }

    @Override
    public void produce2() {
        target2.produce2();
    }
}

实际上，在使用适配器过程中存在一个问题：被适配的对象不兼容Adapter适配器类，这使得适配器类的适用范围受到限制。而双向适配器则解决了这样的问题，可以满足不同客户采用不同方式查看同一不同对象的需求。

三、适配器模式总结

1、应用场景

• 实现已实现接口的复用，利用已有的代码实现功能。
• 使用已存在的部分子类，可选用随想适配器，适配子类的父类。

2、优缺点

优点：

• 更好的复用性。适配器模式可复用已实现接口的兼容。
• 更好的扩展性。实现适配器的过程中可以调用自己开发的功能，实现系统的扩展。

缺点：

过多使用适配器，系统会比较混乱，不易理解

参考：文章主要参考《研磨设计模式》一书