對(duì)象適配器模式

要解決的問(wèn)題:
沒(méi)有源碼的算法庫(kù)
YY軟件公司在很久以前曾開(kāi)發(fā)了一個(gè)算法庫(kù),里面包含了一些常用的算法,例如排序算法和查找算法,在進(jìn)行各類(lèi)軟件開(kāi)發(fā)時(shí)經(jīng)常需要重用該算法庫(kù)中的算法。在為某學(xué)校開(kāi)發(fā)教務(wù)管理系統(tǒng)時(shí),開(kāi)發(fā)人員發(fā)現(xiàn)需要對(duì)學(xué)生成績(jī)進(jìn)行排序和查找,該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一個(gè)成績(jī)操作接口 ScoreOperation,在該接口中聲明了排序方法 sort(int[]) 和查找方法 search(int[], int),為了提高排序和查找的效率,開(kāi)發(fā)人員決定重用算法庫(kù)中的快速排序算法類(lèi) QuickSort 和二分查找算法類(lèi) BinarySearch,其中 QuickSort 的 quickSort(int[]) 方法實(shí)現(xiàn)了快速排序,BinarySearch 的 binarySearch (int[], int) 方法實(shí)現(xiàn)了二分查找忽冻。
由于某些原因,現(xiàn)在 Y Y公司開(kāi)發(fā)人員已經(jīng)找不到該算法庫(kù)的源代碼,無(wú)法直接通過(guò)復(fù)制和粘貼操作來(lái)重用其中的代碼;部分開(kāi)發(fā)人員已經(jīng)針對(duì) ScoreOperation 接口編程,如果再要求對(duì)該接口進(jìn)行修改或要求大家直接使用 QuickSort 類(lèi)和 BinarySearch 類(lèi)將導(dǎo)致大量代碼需要修改榨咐。
Sunny 軟件公司開(kāi)發(fā)人員面對(duì)這個(gè)沒(méi)有源碼的算法庫(kù),遇到一個(gè)幸福而又煩惱的問(wèn)題:如何在既不修改現(xiàn)有接口又不需要任何算法庫(kù)代碼的基礎(chǔ)上能夠?qū)崿F(xiàn)算法庫(kù)的重用?
通過(guò)分析,我們不難得知,現(xiàn)在 Sunny 軟件公司面對(duì)的問(wèn)題有點(diǎn)類(lèi)似本章最開(kāi)始所提到的電壓?jiǎn)栴},成績(jī)操作接口 ScoreOperation 好比只支持 20 V 電壓的筆記本,而算法庫(kù)好比 220 V 的家庭用電,這兩部分都沒(méi)有辦法再進(jìn)行修改,而且它們?cè)臼莾蓚€(gè)完全不相關(guān)的結(jié)構(gòu),如圖所示:

image.png

現(xiàn)在我們需要 ScoreOperation 接口能夠和已有算法庫(kù)一起工作,讓它們?cè)谕粋€(gè)系統(tǒng)中能夠兼容,最好的實(shí)現(xiàn)方法是增加一個(gè)類(lèi)似電源適配器一樣的適配器角色,通過(guò)適配器來(lái)協(xié)調(diào)這兩個(gè)原本不兼容的結(jié)構(gòu)摆马。如何在軟件開(kāi)發(fā)中設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)適配器是本章我們將要解決的核心問(wèn)題,下面就讓我們正式開(kāi)始學(xué)習(xí)這種用于解決不兼容結(jié)構(gòu)問(wèn)題的適配器模式矩动。
適配器模式可以將一個(gè)類(lèi)的接口和另一個(gè)類(lèi)的接口匹配起來(lái),而無(wú)須修改原來(lái)的適配者接口和抽象目標(biāo)類(lèi)接口撑刺。適配器模式定義如下:
適配器模式(Adapter Pattern):將一個(gè)接口轉(zhuǎn)換成客戶希望的另一個(gè)接口,使接口不兼容的那些類(lèi)可以一起工作,其別名為包裝器(Wrapper)屋彪。適配器模式既可以作為類(lèi)結(jié)構(gòu)型模式,也可以作為對(duì)象結(jié)構(gòu)型模式所宰。
適配器模式類(lèi)圖表示:
在適配器模式中,我們通過(guò)增加一個(gè)新的適配器類(lèi)來(lái)解決接口不兼容的問(wèn)題,使得原本沒(méi)有任何關(guān)系的類(lèi)可以協(xié)同工作。根據(jù)適配器類(lèi)與適配者類(lèi)的關(guān)系不同,適配器模式可分為對(duì)象適配器和類(lèi)適配器兩種,在對(duì)象適配器模式中,適配器與適配者之間是關(guān)聯(lián)關(guān)系;在類(lèi)適配器模式中,適配器與適配者之間是繼承(或?qū)崿F(xiàn))關(guān)系畜挥。在實(shí)際開(kāi)發(fā)中,對(duì)象適配器的使用頻率更高,對(duì)象適配器模式結(jié)構(gòu)如圖所示:
image.png

在對(duì)象適配器模式結(jié)構(gòu)圖中包含如下幾個(gè)角色:
Target(目標(biāo)抽象類(lèi)):目標(biāo)抽象類(lèi)定義客戶所需接口,可以是一個(gè)抽象類(lèi)或接口,也可以是具體類(lèi)仔粥。
Target(目標(biāo)抽象類(lèi)):目標(biāo)抽象類(lèi)定義客戶所需接口,可以是一個(gè)抽象類(lèi)或接口,也可以是具體類(lèi)。
Adapter(適配器類(lèi)):適配器可以調(diào)用另一個(gè)接口,作為一個(gè)轉(zhuǎn)換器,對(duì)Adaptee和Target進(jìn)行適配,適配器類(lèi)是適配器模式的核心,在對(duì)象適配器中,它通過(guò)繼承Target并關(guān)聯(lián)一個(gè)Adaptee對(duì)象使二者產(chǎn)生聯(lián)系蟹但。
Adaptee(適配者類(lèi)):適配者即被適配的角色,它定義了一個(gè)已經(jīng)存在的接口,這個(gè)接口需要適配,適配者類(lèi)一般是一個(gè)具體類(lèi),包含了客戶希望使用的業(yè)務(wù)方法,在某些情況下可能沒(méi)有適配者類(lèi)的源代碼躯泰。
根據(jù)對(duì)象適配器模式結(jié)構(gòu)圖,在對(duì)象適配器中,客戶端需要調(diào)用 request() 方法,而適配者類(lèi) Adaptee 沒(méi)有該方法,但是它所提供的 specificRequest() 方法卻是客戶端所需要的。為了使客戶端能夠使用適配者類(lèi),需要提供一個(gè)包裝類(lèi) Adapter,即適配器類(lèi)矮湘。這個(gè)包裝類(lèi)包裝了一個(gè)適配者的實(shí)例,從而將客戶端與適配者銜接起來(lái),在適配器的 request() 方法中調(diào)用適配者的 specificRequest() 方法斟冕。因?yàn)檫m配器類(lèi)與適配者類(lèi)是關(guān)聯(lián)關(guān)系(也可稱(chēng)之為委派關(guān)系),所以這種適配器模式稱(chēng)為對(duì)象適配器模式。
2.2 適配器模式詳細(xì)解決方案(代碼層面)
YY軟件公司開(kāi)發(fā)人員決定使用適配器模式來(lái)重用算法庫(kù)中的算法,其基本結(jié)構(gòu)如圖 9-4 所示:
image.png

在圖中,ScoreOperation 接口充當(dāng)抽象目標(biāo),QuickSort 和 BinarySearch 類(lèi)充當(dāng)適配者,OperationAdapter 充當(dāng)適配器缅阳。完整代碼如下所示:
抽象成績(jī)操作類(lèi):目標(biāo)接口

interface ScoreOperation {
    public int[] sort(int array[]); //成績(jī)排序
    public int search(int array[],int key); //成績(jī)查找
}

快速排序類(lèi):適配者= 被適配的類(lèi)

class QuickSort {
    public int[] quickSort(int array[]) {
        sort(array,0,array.length-1);
        return array;
    }
    public void sort(int array[],int p, int r) {
        int q=0;
        if(p<r) {
             q=partition(array,p,r);
             sort(array,p,q-1);
             sort(array,q+1,r);}
     }
    public int partition(int[] a, int p, int r) {
         int x=a[r];
         int j=p-1;
         for (int i=p;i<=r-1;i++) {
             if (a[i]<=x) {
                 j++;
                 swap(a,j,i);}
            }
         swap(a,j+1,r);return j+1;
     }
    public void swap(int[] a, int i, int j) {
         int t = a[i];
         a[i] = a[j];
         a[j] = t;
    }
}

二分查找類(lèi):適配者=被適配的類(lèi)

class BinarySearch {
     public int binarySearch(int array[],int key) {
            int low = 0;
            int high = array.length -1;
            while(low <= high) {
                 int mid = (low + high) / 2;
                 int midVal = array[mid];
                 if(midVal < key) {
                     low = mid +1;
                }else if (midVal > key) {
                    high = mid -1;
                }else {
                    return 1; //找到元素返回1}
                }
                    return -1; //未找到元素返回-1}
}

操作適配器:適配器

class OperationAdapter implements ScoreOperation {
     private QuickSort sortObj; //定義適配者QuickSort對(duì)象private    
     BinarySearch searchObj; //定義適配者BinarySearch對(duì)象
     public OperationAdapter() {
         sortObj = new QuickSort();
         searchObj =    new BinarySearch();
     }
     public int[] sort(int array[]) {
         //調(diào)用適配者類(lèi)QuickSort的排序方  法
         return sortObj.quickSort(array); 
     }
     public int search(int array[],int key) {
         return searchObj.binarySearch(array,key); //調(diào)用適配者類(lèi)BinarySearch的查找方法
     }
}

作者:markfork
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