java設(shè)計模式-適配器模式(Adapter)

定義

適配器模式把一個類的接口變換成客戶端所期待的另一種接口祭往,從而使原本因接口不匹配而無法在一起工作的兩個類能夠在一起工作寨典。

適配器模式的用途

用電器做例子羽德,筆記本電腦的插頭一般都是三相的瞻离,即除了陽極秉溉、陰極之外腾它,還有一個地極跑筝。而有些地方的電源插座卻只有兩極,沒有地極瞒滴。電源插座與筆記本電腦的電源插頭不匹配使得筆記本電腦無法使用曲梗。這時候一個三相到兩相的轉(zhuǎn)換器(適配器)就能解決此問題,而這正像是本模式所做的事情妓忍。

適配器模式的結(jié)構(gòu)

適配器模式有類的適配器模式對象的適配器模式兩種不同的形式虏两。

類的適配器模式

類的適配器模式吧適配的類的API轉(zhuǎn)換成為目標類的API。

類的適配器模式

從上圖可以看出世剖,Adaptee類并沒有sampleOperation2()方法定罢,而客戶端則期待這個方法。為了使客戶端能夠使用Adaptee類旁瘫,提供一個中間環(huán)節(jié)祖凫,即類Adapter,把Adaptee類的API同Target接口的API銜接起來酬凳。AdapterAdaptee是繼承關(guān)系惠况,這決定了這個適配器模式是類的適配器模式。

模式中涉及到的角色有:

  • 目標(Target)角色:這就是所期待得到的接口宁仔。注意:由于這里討論的是類適配器模式稠屠,因此目標不可以是類。
  • 源(Adaptee)角色:現(xiàn)在需要適配的接口台诗。
  • 適配器(Adapter)角色:適配器類是本模塊的核心。適配器把源接口轉(zhuǎn)換成目標接口赐俗。顯然拉队,這一角色不可以是接口,而必須是具體類阻逮。

示例代碼

public interface Target {
    /**
     * 這是源類Adaptee中也有的方法
     */
    public void sampleOperation1();
    /**
     * 這是源類Adaptee中沒有的方法
     */
    public void sampleOperation2();
}

上面給出的是目標角色的接口代碼粱快,這個角色是以一個Java接口的形式實現(xiàn)的。可以看出事哭,這個接口聲明了兩個方法:sampleOperation1()sampleOperation2()漫雷,而源角色Adaptee是一個具體類,它有一個sampleOperation1()方法鳍咱,但是沒有sampleOperation2()方法降盹。

public class Adaptee {
    public void sampleOperation1() {}
}

適配器角色Adapter拓展了Adaptee,同事又實現(xiàn)了目標角色Target接口谤辜。由于Adaptee沒有提供sampleOperation2()方法蓄坏,而目標接口有要求這個方法,因此適配器角色Adapter實現(xiàn)了這個方法丑念。

public class Adapter extends Adaptee implements Target {
    @Override
    public void sampleOperation2() {
        
    }
}

對象適配器模式

與類的適配器模式一樣涡戳,對象的適配器模式把被適配的類的API轉(zhuǎn)換成為目標類的API,與類的適配器模式不同的是脯倚,對象的適配器模式不是使用繼承關(guān)系鏈接到Adaptee類渔彰,而是使用委派關(guān)系連接到Adaptee類。

對象的適配器模式

從上圖可以看出推正,Adaptee類并沒有sampleOperation2()方法恍涂,而客戶端則期待這個方法。為使客戶端能夠使用Adaptee類舔稀,需要提供一個包裝WrapperAdapter乳丰。這個包裝類包括了一個Adaptee的實例,從而此包裝類能夠把Adaptee的API與Traget類的API銜接起來内贮。Adapter類與Adaptee類是委派關(guān)系产园,這決定了適配器模式是對象的。

示例代碼

public interface Target {
    /**
     * 這是源類Adaptee中也有的方法
     */
    public void sampleOperation1();
    /**
     * 這是源類Adaptee中沒有的方法
     */
    public void sampleOperation2();
}
public class Adaptee {
    public void sampleOperation1() {}
}
public class Adapter {
    private Adaptee adaptee;
    
    public Adapter (Adaptee adaptee) {
        this.adaptee = adaptee;
    }
    
    /**
     * 源類Adaptee有方法sampleOperation1
     * 因此適配器可以直接進行委派
     */
    public void sampleOperation1() {
        this.adaptee.sampleOperation1();
    }
    
    /**
     * 源類Adaptee沒有方法sampleOperation2
     * 因此適配器需要自己實現(xiàn)此方法
     */
    public void sampleOperation2() {
        //
    }
}

類的適配器和對象的適配器的權(quán)衡

  • 類適配器使用對象繼承的方式夜郁,是靜態(tài)的定義方式什燕;
    對象適配器使用對象組合的方式,是動態(tài)的組合方式竞端。
  • 對于類適配器屎即,由于適配器直接繼承了Adaptee,使得適配器不能喝Adaptee的子類一起工作事富,因為靜態(tài)是繼承的關(guān)系技俐,而適配器繼承了Adaptee后,就不可能再去處理Adaptee的子類了统台。
    對于對象適配器雕擂,一個適配器可以把多種不同的源適配到同一個目標。換言之贱勃,同一個適配器可以把源類和他的子類都適配到目標接口井赌。因為對象適配器采用的是對象組合的關(guān)系谤逼,只要對象類型正確,是不是子類都無所謂仇穗。
  • 對于類適配器流部,適配器可以重定義Adaptee的部分行為,相當于子類覆蓋父類的部分實現(xiàn)方法纹坐。
    對于對象適配器枝冀,要重定義Adaptee的行為比較困難,這種情況下恰画,需要定義Adaptee的子類來實現(xiàn)重定義宾茂,然后讓適配器組合子類。雖然重定義Adaptee的行為比較困難拴还,但是想要增加一些新的行為則方便的很跨晴,而且新增加的行為可以同時適用于所有的源。
  • 對于類適配器片林,僅僅引入了一個對象端盆,并不需要額外的引用過來間接得到Adaptee
    對于對象適配器费封,需要額外的引用來間接得到Adaptee焕妙。

建議盡量使用對象適配器的實現(xiàn)方式,多用合成/聚合弓摘,少用繼承焚鹊。當然,具體問題還是需要具體分析韧献,根據(jù)需要來選用實現(xiàn)方式末患,最適合的才是最好的。

適配器模式的優(yōu)點

  • 更好的復(fù)用性
    系統(tǒng)需要使用現(xiàn)有的類锤窑,因此類的接口不符合系統(tǒng)的需要璧针。那么通過適配器模式就可以讓這些功能得到更好的服用。
  • 更好的拓展性
    在實現(xiàn)適配器功能的時候渊啰,可以調(diào)用自己開發(fā)的功能探橱,從而自然的拓展系統(tǒng)的功能。

適配器模式的缺點

過多的使用適配器绘证,會讓系統(tǒng)非常零亂隧膏,不易整體進行把握。比如嚷那,明明看到調(diào)用的是A接口胞枕,其實內(nèi)部都被適配成了B接口的實現(xiàn)。一個系統(tǒng)如果太多的出現(xiàn)這種情況车酣,無異于異常災(zāi)難曲稼。因此如果不是很有必要,可以不是用適配器湖员,而是直接對系統(tǒng)進行重構(gòu)贫悄。

缺省適配模式

缺省適配模式Default Adapter為一個接口提供缺省實現(xiàn),這樣子類型可以從這個缺省實現(xiàn)進行拓展娘摔,而不必從原有接口進行拓展窄坦。作為適配器模式的一個特例,缺省是適配模式在Java語言中有著特殊的應(yīng)用凳寺。

魯智深的故事

和尚要做什么呢鸭津?吃齋、念經(jīng)肠缨、打坐逆趋、撞鐘、習武等晒奕。如果設(shè)計一個和尚接口闻书,給出所有和尚都需要實現(xiàn)的方法,那么這個接口就應(yīng)該如下所示:

public interface 和尚 {
    public void 吃齋();
    public void 念經(jīng)();
    public void 打坐();
    public void 撞鐘();
    public void 習武();
    public String getName();
}

顯然脑慧,所有的和尚類都應(yīng)當實現(xiàn)接口所定義的所有方法魄眉,不然根本無法通過Java語言編輯器。像下面的魯智深類就不行:

public class 魯智深 implements 和尚 {
    @Override
    public void 習武() {
        System.out.println("拳打鎮(zhèn)關(guān)西");
        System.out.println("大鬧五臺山");
        System.out.println("大鬧桃花村");
        System.out.println("火燒瓦官寺");
        System.out.println("倒拔垂楊柳");
    }

    @Override
    public String getName() {
        return "魯智深";
    }

}

由于魯智深只實現(xiàn)了getName()習武()兩個方法闷袒,而沒有實現(xiàn)任何其他的方法坑律。因此,它根本無法通過Java語言編輯器的檢查囊骤。魯智深類只有實現(xiàn)和尚接口的所有的方法才可以通過Java語言編輯器晃择,但是這樣一來魯智深就不再是魯智深了。我們研究一下幾百年前魯智深是怎么剃度成和尚的淘捡,會對Java編程有很大的啟發(fā)藕各。不錯,當初魯達剃度焦除,眾僧說:“此人形容丑惡激况、相貌兇頑,不可剃度他膘魄∥谥穑”,但是長老卻說:“此人上應(yīng)天星创葡,心地剛直浙踢。雖然時下兇頑,命中駁雜灿渴,久后卻得清凈洛波。證果非凡胰舆,汝等皆不及他〉偶罚”缚窿。

原來如此,看著只要這里也應(yīng)上一個天星的話焰扳,問題就解決了倦零!使用面向?qū)ο蟮恼Z言來說,“應(yīng)”吨悍,實現(xiàn)扫茅;“天星”,抽象類育瓜。

public abstract class 天星 implements 和尚 {

    @Override
    public void 吃齋() {}

    @Override
    public void 念經(jīng)() {}

    @Override
    public void 打坐() {}

    @Override
    public void 撞鐘() {}

    @Override
    public void 習武() {}

    @Override
    public String getName() {
        return null;
    }

}

魯智深類繼承抽象類天星

public class 魯智深 extends 天星 {
    @Override
    public void 習武() {
        System.out.println("拳打鎮(zhèn)關(guān)西");
        System.out.println("大鬧五臺山");
        System.out.println("大鬧桃花村");
        System.out.println("火燒瓦官寺");
        System.out.println("倒拔垂楊柳");
    }

    @Override
    public String getName() {
        return "魯智深";
    }

}

這個抽象的天星類便是一個適配器類葫隙,魯智深實際上借助于適配器模式達到其剃度的目的。此適配器類實現(xiàn)了和尚接口所要求的所有方法躏仇。但是與通常的適配器模式不同的是停蕉,此適配器類給出的所有的方法的實現(xiàn)都是“平庸”的。這種“平庸化”的適配器模式稱為缺省適配模式钙态。

在很多情況下慧起,必須讓一個具體類實現(xiàn)某一個接口,但是這個類又用不到接口所規(guī)定的所有的方法册倒。通常的處理方式是:這個具體類要實現(xiàn)所有的方法蚓挤,那些有用的方法要有實現(xiàn),那些沒有用的方法也要有空的驻子、平庸的實現(xiàn)灿意。

這些空的方法是一種浪費,有時也是一種混亂崇呵。除非看過這些空方法的代碼缤剧,程序員可能會以為這些方法不是空的。即使他知道其中有一些方法是空的域慷,也不一定知道哪些方法是空的荒辕,哪些方法不是空的。

缺省適配模式可以很好的處理這一情況犹褒〉种希可以設(shè)計一個抽象的適配器類實現(xiàn)接口,此抽象類要給接口所要求的每一種方法都提供一個空的方法叠骑。就像幫助了魯智深的“上應(yīng)天星”一樣李皇,此抽象類可以使它的子類免于被迫實現(xiàn)空給的方法。

缺省適配模式的結(jié)構(gòu)

缺省適配模式是一種“平庸化”的適配器模式宙枷。

缺省適配模式
public interface AbstractService {
    public void serviceOperation1();
    public int serviceOperation2();
    public String serviceOperation3();
}
public abstract class DefaultAdapter implements AbstractService {
    @Override
    public void serviceOperation1() {
    }

    @Override
    public int serviceOperation2() {
        return 0;
    }

    @Override
    public String serviceOperation3() {
        return null;
    }
}

可以看出掉房,接口AbstractService要求定義三個方法茧跋,分別為serviceOperation1()serviceOperation2()serviceOperation3()卓囚;而抽象適配器類DefaultAdapter則為這三種方法都提供了默認的實現(xiàn)厌衔。因此任何繼承自抽象類DefaultAdapter的具體類都可以選擇它所需要的方法實現(xiàn),而不必理會其他的不需要的方法捍岳。

適配器模式的用意是要改變源的接口,以便與目標接口相容睬隶。缺省適配模式的用意稍有不同锣夹,它是為了方便建立一個不平庸的適配器類而提供的一種平庸實現(xiàn)。

在任何時候苏潜,如果不準備實現(xiàn)一個接口的所有方法時银萍,就可以使用缺省適配模式制造一個抽象類,給出所有方法的平庸的具體實現(xiàn)恤左。這樣贴唇,從這個抽象類再繼承下去的子類就不必實現(xiàn)所有的方法了。

參考

《JAVA與模式》之適配器模式

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