設(shè)計模式(八)適配器模式

在現(xiàn)實生活中,經(jīng)常出現(xiàn)兩個對象因接口不兼容而不能在一起工作的實例久信,這時需要第三者進行適配窖杀。例如,講中文的人同講英文的人對話時需要一個翻譯裙士,用直流電的筆記本電腦接交流電源時需要一個電源適配器等入客。在軟件設(shè)計中也可能出現(xiàn),需要開發(fā)的具有某種業(yè)務(wù)功能的組件在現(xiàn)有的組件庫中已經(jīng)存在腿椎,但它們與當前系統(tǒng)的接口規(guī)范不兼容桌硫,如果重新開發(fā)這些組件成本又很高,這時用適配器模式能很好地解決這些問題酥诽。

適配器模式在編程過程中是一個經(jīng)常用到的模式鞍泉,它的作用是將一個類的接口轉(zhuǎn)換成客戶希望的另外一個接口。Adapter 模式使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些類可以一起工作肮帐。

模式的定義

適配器模式分為類結(jié)構(gòu)型模式和對象結(jié)構(gòu) 型模式兩種咖驮,前者類之間的稠合度比后者高,且要求程序員了解現(xiàn)有組件庫中的相關(guān)組件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)训枢,所以應(yīng)用相對較少些托修。

該模式主要優(yōu)點如下:

  • 客戶端通過適配器可以透明地調(diào)用目標接口。
  • 復用了現(xiàn)存的類恒界,程序員不需要修改原有代碼而重用現(xiàn)有的適配者類睦刃。
  • 將目標類和適配者類解耦,解決了目標類和適配者類接口不一致的問題十酣。

其缺點是:對類適配器來說涩拙,更換適配器的實現(xiàn)過程比較復雜际长。

模式的結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)

類適配器模式可采用多重繼承方式實現(xiàn),如 C++ 可定義一個適配器類來同時繼承當前系統(tǒng)的業(yè)務(wù)接口和現(xiàn)有組件庫中已經(jīng)存在的組件接口兴泥;Java 不支持多繼承工育,但可以定義一個適配器類來實現(xiàn)當前系統(tǒng)的業(yè)務(wù)接口,同時又繼承現(xiàn)有組件庫中已經(jīng)存在的組件搓彻。對象適配器模式可采用將現(xiàn)有組件庫中已經(jīng)實現(xiàn)的組件引入適配器類中如绸,該類同時實現(xiàn)當前系統(tǒng)的業(yè)務(wù)接口。

模式結(jié)構(gòu)

  • 目標接口(Target):當前系統(tǒng)業(yè)務(wù)所期待的接口旭贬,它可以是抽象類或接口怔接。
  • 適配者類(Adaptee):它是被訪問和適配的現(xiàn)存組件庫中的組件接口。
  • 適配器類(Adapter):它是一個轉(zhuǎn)換器稀轨,通過繼承或引用適配者的對象扼脐,把適配者接口轉(zhuǎn)換成目標接口,讓客戶按目標接口的格式訪問適配者靶端。

類適配器模式實現(xiàn)

/**
 * 目標接口
 */
public interface Target {

    void request();

}
/**
 * 適配者類
 **/
public class Adaptee {

    public void specificRequest(){
        System.out.println("調(diào)用適配者中的代碼!");
    }

}
/**
 * 類適配器
 **/
public class ClassAdapter extends Adaptee implements Target{
    @Override
    public void request() {
        specificRequest();
    }
}
public class ClassAdapterTest {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("類適配器模式測試:");
        Target target = new ClassAdapter();
        target.request();
    }

}

上面代碼實現(xiàn)了一個非常簡單的類適配器模式谎势,結(jié)構(gòu)圖如下:


image.png

對象適配器模式實現(xiàn)

/**
 * 目標接口
 */
public interface Target {

    void request();

}
/**
 * 適配者類
 **/
public class Adaptee {

    public void specificRequest(){
        System.out.println("調(diào)用適配者中的代碼!");
    }

}
/**
 * 對象適配器
 **/
public class ObjectAdapter implements Target{

    private Adaptee adaptee;

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

    @Override
    public void request() {
        adaptee.specificRequest();
    }
}
public class ObjectAdapterTest {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("對象適配器模式測試:");
        Adaptee adaptee = new Adaptee();
        Target target = new ObjectAdapter(adaptee);
        target.request();
    }

}

上面代碼實現(xiàn)了一個非常簡單的對象適配器模式。

上述兩種適配器的實現(xiàn)方式杨名,可以看到,大部分情況下猖毫,兩種適配器都可以滿足轉(zhuǎn)換接口的需求台谍,但是它們之間還是有一定差別的,具體如下表:

條件 類適配器 對象適配器
是否可以適配一系列繼承類 不可以(源類的子類不行) 可以(多態(tài))
是否可以修改源類功能 可以(多態(tài)) 不可以
結(jié)構(gòu)性質(zhì) 靜態(tài) 動態(tài)
耦合度
是否違反類的單一職責原則 違反(滿足兩個接口) 不違反

由此可見吁断,在編程中通常傾向于使用對象適配器從而實現(xiàn)程序更大的靈活性趁蕊。這個結(jié)果也體現(xiàn)了面向?qū)ο蟮囊粋€設(shè)計原則 “有線使用組合,而非繼承”仔役。

應(yīng)用實例

在超市的家電區(qū)掷伙,有著各種各樣的電器,它們的電源插頭多種多樣又兵,遵循不同的標準任柜,但是超市的壁式插座只提供標準的二相插座,怎樣才能把不同的電器都連接上呢沛厨?

下面我們用對象適配器模式來模擬解決:

原有系統(tǒng)接口(電器自帶的插頭)

/**
 * 原有的系統(tǒng)接口
 * 帶地線的插頭
 */
public interface IWithEarthWritePlug {

    /**
     * @param liveWrite 火線
     * @param nullWrite 零線
     * @param earthWire 地線
     */
    void plug(String liveWrite,String nullWrite,String earthWire);

}

新系統(tǒng)接口(壁掛插座要求的插頭)

/**
 * 當前系統(tǒng)期望的接口,也就是 目標接口
 * 不接地線的兩相插頭
 */
public interface INoEarthWirePlug {

    /**
     * @param liveWrite 火線
     * @param nullWrite 零線
     */
    void plug(String liveWrite,String nullWrite);

}

源類(實現(xiàn)了源接口)

/**
 * 適配者
 * 電視機自帶接地線插頭
 **/
public class TVPlug implements IWithEarthWritePlug{
    @Override
    public void plug(String liveWrite, String nullWrite, String earthWire) {
        //接通電源,電視機就可以打開了
        play();
    }
    private void play(){
        System.out.println("打開電視機");
    }
}

由以上兩個接口可以看出宙地,方法的定義是不同的,客戶端無法直接使用原有接口逆皮,也就是說電視機無法直接使用原有接口宅粥,因為壁掛插座是兩頭的。

適配器類(對象適配器)

/**
 * 適配器類(對象適配器)
 **/
public class Plug3to2Adapter implements INoEarthWirePlug{

    private IWithEarthWritePlug adaptee;

    @Override
    public void plug(String liveWrite, String nullWrite) {
        //街上兩根線,地線懸空
        adaptee.plug("火線","零線",null);
    }

    public Plug3to2Adapter(IWithEarthWritePlug adaptee) {
        this.adaptee = adaptee;
    }
}

適配器客戶端代碼

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        //目標接口,使用適配器對源類進行轉(zhuǎn)換
        INoEarthWirePlug tvPlug = new Plug3to2Adapter(new TVPlug());
        //按目標接口的格式訪問適配者
        tvPlug.plug("火線","零線");
    }

}

在這里采用了構(gòu)造時傳入源對象(也就是電視機)电谣。在聲明 adaptee 屬性時使用了接口秽梅,可以適配同一類的源對象抹蚀,比如假設(shè)還有一種電冰箱是三相插頭的,也需要做轉(zhuǎn)換企垦,也可以使用此適配器环壤,只要在構(gòu)造的時候傳入電冰箱源類就行了。

總結(jié)

在以下情況下可以使用適配器模式:

  • 系統(tǒng)需要使用現(xiàn)有的類竹观,而此類的接口不符合系統(tǒng)的要求镐捧。
  • 想要建立一個可以重復使用的類,用于與一些彼此之間沒有太大關(guān)聯(lián)的一些類臭增,包括一些可能在將來引進的類一起工作懂酱。這些源類不一定有很復雜的接口。
  • 對對象適配器而言誊抛,在設(shè)計里列牺,需要改變多個已有子類的接口,如果使用類的適配器模式拗窃,就要針對每一個子類做一個適配器瞎领,而這不太實際。

適配器模式允許我們使用現(xiàn)有類進行擴展來滿足客戶類的需求随夸。當現(xiàn)有的類不能滿足客戶需要的接口時九默,通常可以創(chuàng)建一個新類來實現(xiàn)接口和擴展現(xiàn)有類宾毒。這種方法會創(chuàng)建一個類適配 器驼修,它將把客戶的調(diào)用轉(zhuǎn)變?yōu)檎{(diào)用現(xiàn)有類的方法。除此之外诈铛,還可以使用現(xiàn)有類的實例來創(chuàng)建一個新的客戶子類乙各。這種方法會創(chuàng)建一個對象適配器,將客戶調(diào)用轉(zhuǎn)發(fā)給現(xiàn)有類的實例幢竹。這兩種方法分別為類適配器和對象適配器耳峦。

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