設(shè)計(jì)模式詳解——適配器模式

本篇文章介紹一種設(shè)計(jì)模式——命令模式睦裳。本篇文章內(nèi)容參考《JAVA與模式》之適配器模式瘤礁,Android設(shè)計(jì)模式源碼解析之適配器(Adapter)模式寺酪。

一、適配器模式簡(jiǎn)介

1.定義

適配器模式把一個(gè)類的接口變換成客戶端所期待的另一種接口脚乡,從而使原本因接口不匹配而無(wú)法在一起工作的兩個(gè)類能夠在一起工作蜒滩。

2.定義闡述

適配器提供客戶類需要的接口,適配器的實(shí)現(xiàn)就是把客戶類的請(qǐng)求轉(zhuǎn)化為對(duì)適配者的相應(yīng)接口的調(diào)用。也就是說(shuō):當(dāng)客戶類調(diào)用適配器的方法時(shí)俯艰,在適配器類的內(nèi)部將調(diào)用適配者類的方法捡遍,而這個(gè)過(guò)程對(duì)客戶類是透明的,客戶類并不直接訪問(wèn)適配者類竹握。因此稽莉,適配器可以使由于接口不兼容而不能交互的類可以一起工作。這就是適配器模式的模式動(dòng)機(jī)涩搓。

例如: 用電器做例子污秆,筆記本電腦的插頭一般都是三相的,即除了陽(yáng)極昧甘、陰極外良拼,還有一個(gè)地極。而有些地方的電源插座卻只有兩極充边,沒有地極庸推。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(wú)法使用。這時(shí)候一個(gè)三相到兩相的轉(zhuǎn)換器(適配器)就能解決此問(wèn)題浇冰,而這正像是本模式所做的事情贬媒。

二、適配器模式結(jié)構(gòu)

適配器模式有類的適配器模式對(duì)象的適配器模式兩種不同的形式肘习。

類適配器模式

類的適配器模式把適配的類的API轉(zhuǎn)換成為目標(biāo)類的API际乘。


在上圖中可以看出,Adaptee類并沒有sampleOperation2()方法漂佩,而客戶端則期待這個(gè)方法脖含。為使客戶端能夠使用Adaptee類,提供一個(gè)中間環(huán)節(jié)投蝉,即類Adapter养葵,把Adaptee的API與Target類的API銜接起來(lái)。Adapter與Adaptee是繼承關(guān)系瘩缆,這決定了這個(gè)適配器模式是類的:

模式所涉及的角色有:

●  目標(biāo)(Target)角色:這就是所期待得到的接口关拒。注意:由于這里討論的是類適配器模式,因此目標(biāo)不可以是類庸娱。

●  源(Adapee)角色:現(xiàn)在需要適配的接口着绊。

●  適配器(Adaper)角色:適配器類是本模式的核心。適配器把源接口轉(zhuǎn)換成目標(biāo)接口涌韩。顯然畔柔,這一角色不可以是接口氯夷,而必須是具體類臣樱。

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

上面給出的是目標(biāo)角色的源代碼,這個(gè)角色是以一個(gè)JAVA接口的形式實(shí)現(xiàn)的」秃粒可以看出玄捕,這個(gè)接口聲明了兩個(gè)方法:sampleOperation1()和sampleOperation2()。而源角色Adaptee是一個(gè)具體類棚放,它有一個(gè)sampleOperation1()方法枚粘,但是沒有sampleOperation2()方法。

public class Adaptee {
    
    public void sampleOperation1(){}

}

適配器角色Adapter擴(kuò)展了Adaptee,同時(shí)又實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)(Target)接口飘蚯。由于Adaptee沒有提供sampleOperation2()方法馍迄,而目標(biāo)接口又要求這個(gè)方法,因此適配器角色Adapter實(shí)現(xiàn)了這個(gè)方法局骤。

public class Adapter extends Adaptee implements Target {
    /**
     * 由于源類Adaptee沒有方法sampleOperation2()
     * 因此適配器補(bǔ)充上這個(gè)方法
     */
    @Override
    public void sampleOperation2() {
        //寫相關(guān)的代碼
    }

}
對(duì)象適配器模式

與類的適配器模式一樣攀圈,對(duì)象的適配器模式把被適配的類的API轉(zhuǎn)換成為目標(biāo)類的API,與類的適配器模式不同的是峦甩,對(duì)象的適配器模式不是使用繼承關(guān)系連接到Adaptee類赘来,而是使用委派關(guān)系連接到Adaptee類。


從上圖可以看出凯傲,Adaptee類并沒有sampleOperation2()方法犬辰,而客戶端則期待這個(gè)方法。為使客戶端能夠使用Adaptee類冰单,需要提供一個(gè)包裝(Wrapper)類Adapter幌缝。這個(gè)包裝類包裝了一個(gè)Adaptee的實(shí)例,從而此包裝類能夠把Adaptee的API與Target類的API銜接起來(lái)诫欠。Adapter與Adaptee是委派關(guān)系狮腿,這決定了適配器模式是對(duì)象的。

public interface Target {
    /**
     * 這是源類Adaptee也有的方法
     */
    public void sampleOperation1(); 
    /**
     * 這是源類Adapteee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
     * 因此適配器類直接委派即可
     */
    public void sampleOperation1(){
        this.adaptee.sampleOperation1();
    }
    /**
     * 源類Adaptee沒有方法sampleOperation2
     * 因此由適配器類需要補(bǔ)充此方法
     */
    public void sampleOperation2(){
        //寫相關(guān)的代碼
    }
}
時(shí)序圖

三呕诉、類適配器和對(duì)象適配器的權(quán)衡

●  類適配器使用對(duì)象繼承的方式缘厢,是靜態(tài)的定義方式;而對(duì)象適配器使用對(duì)象組合的方式甩挫,是動(dòng)態(tài)組合的方式贴硫。

●  對(duì)于類適配器,由于適配器直接繼承了Adaptee伊者,使得適配器不能和Adaptee的子類一起工作英遭,因?yàn)槔^承是靜態(tài)的關(guān)系,當(dāng)適配器繼承了Adaptee后亦渗,就不可能再去處理 Adaptee的子類了挖诸。

●  對(duì)于對(duì)象適配器,一個(gè)適配器可以把多種不同的源適配到同一個(gè)目標(biāo)法精。換言之多律,同一個(gè)適配器可以把源類和它的子類都適配到目標(biāo)接口痴突。因?yàn)閷?duì)象適配器采用的是對(duì)象組合的關(guān)系,只要對(duì)象類型正確狼荞,是不是子類都無(wú)所謂甜无。

●  對(duì)于類適配器霸株,適配器可以重定義Adaptee的部分行為浑彰,相當(dāng)于子類覆蓋父類的部分實(shí)現(xiàn)方法爷狈。

●  對(duì)于對(duì)象適配器,要重定義Adaptee的行為比較困難丰涉,這種情況下拓巧,需要定義Adaptee的子類來(lái)實(shí)現(xiàn)重定義,然后讓適配器組合子類一死。雖然重定義Adaptee的行為比較困難玲销,但是想要增加一些新的行為則方便的很,而且新增加的行為可同時(shí)適用于所有的源摘符。

●  對(duì)于類適配器贤斜,僅僅引入了一個(gè)對(duì)象,并不需要額外的引用來(lái)間接得到Adaptee逛裤。

●  對(duì)于對(duì)象適配器瘩绒,需要額外的引用來(lái)間接得到Adaptee。

建議盡量使用對(duì)象適配器的實(shí)現(xiàn)方式带族,多用合成/聚合锁荔、少用繼承。當(dāng)然蝙砌,具體問(wèn)題具體分析阳堕,根據(jù)需要來(lái)選用實(shí)現(xiàn)方式,最適合的才是最好的择克。

四恬总、缺省適配器

缺省適配(Default Adapter)模式為一個(gè)接口提供缺省實(shí)現(xiàn),這樣子類型可以從這個(gè)缺省實(shí)現(xiàn)進(jìn)行擴(kuò)展肚邢,而不必從原有接口進(jìn)行擴(kuò)展壹堰。

當(dāng)不需要全部實(shí)現(xiàn)接口提供的方法時(shí),可先設(shè)計(jì)一個(gè)抽象類實(shí)現(xiàn)接口骡湖,并為該接口中每個(gè)方法提供一個(gè)默認(rèn)實(shí)現(xiàn)(空方法)贱纠,那么該抽象類的子類可有選擇地覆蓋父類的某些方法來(lái)實(shí)現(xiàn)需求,它適用于一個(gè)接口不想使用其所有的方法的情況响蕴。

五谆焊、Java中適配器模式的使用

JDK1.1 之前提供的容器有 Arrays,Vector,Stack,Hashtable,Properties,BitSet,其中定義了一種訪問(wèn)群集內(nèi)各元素的標(biāo)準(zhǔn)方式浦夷,稱為 Enumeration(列舉器)接口辖试。

Vector v=new Vector();
for (Enumeration enum =v.elements(); enum.hasMoreElements();) {
Object o = enum.nextElement();
processObject(o);
}

JDK1.2 版本中引入了 Iterator 接口辜王,新版本的集合對(duì)(HashSet,HashMap,WeakHeahMap,ArrayList,TreeSet,TreeMap, LinkedList)是通過(guò) Iterator 接口訪問(wèn)集合元素。

List list=new ArrayList();
for(Iterator it=list.iterator();it.hasNext();)
{
 System.out.println(it.next());
}

這樣剃执,如果將老版本的程序運(yùn)行在新的 Java 編譯器上就會(huì)出錯(cuò)。因?yàn)?List 接口中已經(jīng)沒有 elements()懈息,而只有 iterator() 了肾档。那么如何將老版本的程序運(yùn)行在新的 Java 編譯器上呢? 如果不加修改,是肯定不行的辫继,但是修改要遵循“開-閉”原則怒见。我們可以用 Java 設(shè)計(jì)模式中的適配器模式解決這個(gè)問(wèn)題。

public class NewEnumeration implements Enumeration
{

 Iterator it;
 public NewEnumeration(Iterator it)
 {
 this.it=it;
 }

 public boolean hasMoreElements()
 {
 return it.hasNext();
 }

 public Object nextElement()
 {
 return it.next();
 }
 public static void main(String[] args)
 {
 List list=new ArrayList();
 list.add("a");
 list.add("b");
 list.add("C");
 for(Enumeration e=new NewEnumeration(list.iterator());e.hasMoreElements();)
 {
 System.out.println(e.nextElement());
 }
 }
}

NewEnumeration 是一個(gè)適配器類姑宽,通過(guò)它實(shí)現(xiàn)了從 Iterator 接口到 Enumeration 接口的適配遣耍,這樣我們就可以使用老版本的代碼來(lái)使用新的集合對(duì)象了。

六炮车、Android中適配器模式的使用

在開發(fā)過(guò)程中,ListView的Adapter是我們最為常見的類型之一舵变。一般的用法大致如下:

// 代碼省略
 ListView myListView = (ListView)findViewById(listview_id);
 // 設(shè)置適配器
 myListView.setAdapter(new MyAdapter(context, myDatas));

// 適配器
public class MyAdapter extends BaseAdapter{

        private LayoutInflater mInflater;
        List<String> mDatas ; 

        public MyAdapter(Context context, List<String> datas){
            this.mInflater = LayoutInflater.from(context);
            mDatas = datas ;
        }
        @Override
        public int getCount() {
            return mDatas.size();
        }

        @Override
        public String getItem(int pos) {
            return mDatas.get(pos);
        }

        @Override
        public long getItemId(int pos) {
            return pos;
        }

        // 解析、設(shè)置瘦穆、緩存convertView以及相關(guān)內(nèi)容
        @Override
        public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) { 
            ViewHolder holder = null;
            // Item View的復(fù)用
            if (convertView == null) {
                holder = new ViewHolder();  
                convertView = mInflater.inflate(R.layout.my_listview_item, null);
                // 獲取title
                holder.title = (TextView)convertView.findViewById(R.id.title);
                convertView.setTag(holder);
            } else {
                holder = (ViewHolder)convertView.getTag();
            }
            holder.title.setText(mDatas.get(position));
            return convertView;
        }

    }

我們知道纪隙,作為最重要的View,ListView需要能夠顯示各式各樣的視圖扛或,每個(gè)人需要的顯示效果各不相同绵咱,顯示的數(shù)據(jù)類型、數(shù)量等也千變?nèi)f化熙兔。那么如何隔離這種變化尤為重要悲伶。

Android的做法是增加一個(gè)Adapter層來(lái)應(yīng)對(duì)變化,將ListView需要的接口抽象到Adapter對(duì)象中住涉,這樣只要用戶實(shí)現(xiàn)了Adapter的接口麸锉,ListView就可以按照用戶設(shè)定的顯示效果、數(shù)量舆声、數(shù)據(jù)來(lái)顯示特定的Item View淮椰。

通過(guò)代理數(shù)據(jù)集來(lái)告知ListView數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)( getCount函數(shù) )以及每個(gè)數(shù)據(jù)的類型( getItem函數(shù) ),最重要的是要解決Item View的輸出纳寂。Item View千變?nèi)f化主穗,但終究它都是View類型,Adapter統(tǒng)一將Item View輸出為View ( getView函數(shù) )毙芜,這樣就很好的應(yīng)對(duì)了Item View的可變性忽媒。

那么ListView是如何通過(guò)Adapter模式 ( 不止Adapter模式 )來(lái)運(yùn)作的呢 ?我們一起來(lái)看一看腋粥。
ListView繼承自AbsListView晦雨,Adapter定義在AbsListView中架曹,我們看一看這個(gè)類。

public abstract class AbsListView extends AdapterView<ListAdapter> implements TextWatcher,
        ViewTreeObserver.OnGlobalLayoutListener, Filter.FilterListener,
        ViewTreeObserver.OnTouchModeChangeListener,
        RemoteViewsAdapter.RemoteAdapterConnectionCallback {

    ListAdapter mAdapter ;

    // 關(guān)聯(lián)到Window時(shí)調(diào)用的函數(shù)
    @Override
    protected void onAttachedToWindow() {
        super.onAttachedToWindow();
        // 代碼省略
        // 給適配器注冊(cè)一個(gè)觀察者闹瞧。
        if (mAdapter != null && mDataSetObserver == null) {
            mDataSetObserver = new AdapterDataSetObserver();
            mAdapter.registerDataSetObserver(mDataSetObserver);

            // Data may have changed while we were detached. Refresh.
            mDataChanged = true;
            mOldItemCount = mItemCount
            // 獲取Item的數(shù)量,調(diào)用的是mAdapter的getCount方法
            mItemCount = mAdapter.getCount();
        }
        mIsAttached = true;
    }

  /**
     * 子類需要覆寫layoutChildren()函數(shù)來(lái)布局child view,也就是Item View
     */
    @Override
    protected void onLayout(boolean changed, int l, int t, int r, int b) {
        super.onLayout(changed, l, t, r, b);
        mInLayout = true;
        if (changed) {
            int childCount = getChildCount();
            for (int i = 0; i < childCount; i++) {
                getChildAt(i).forceLayout();
            }
            mRecycler.markChildrenDirty();
        }

        if (mFastScroller != null && mItemCount != mOldItemCount) {
            mFastScroller.onItemCountChanged(mOldItemCount, mItemCount);
        }
        // 布局Child View
        layoutChildren();
        mInLayout = false;

        mOverscrollMax = (b - t) / OVERSCROLL_LIMIT_DIVISOR;
    }

    // 獲取一個(gè)Item View
    View obtainView(int position, boolean[] isScrap) {
        isScrap[0] = false;
        View scrapView;
        // 從緩存的Item View中獲取,ListView的復(fù)用機(jī)制就在這里
        scrapView = mRecycler.getScrapView(position);

        View child;
        if (scrapView != null) {
            // 代碼省略
            child = mAdapter.getView(position, scrapView, this);
            // 代碼省略
        } else {
            child = mAdapter.getView(position, null, this);
            // 代碼省略
        }

        return child;
    }
    }

通過(guò)增加Adapter一層來(lái)將Item View的操作抽象起來(lái)绑雄,ListView等集合視圖通過(guò)Adapter對(duì)象獲得Item的個(gè)數(shù)、數(shù)據(jù)元素奥邮、Item View等万牺,從而達(dá)到適配各種數(shù)據(jù)、各種Item視圖的效果洽腺。

因?yàn)镮tem View和數(shù)據(jù)類型千變?nèi)f化脚粟,Android的架構(gòu)師們將這些變化的部分交給用戶來(lái)處理,通過(guò)getCount蘸朋、getItem核无、getView等幾個(gè)方法抽象出來(lái),也就是將Item View的構(gòu)造過(guò)程交給用戶來(lái)處理藕坯,靈活地運(yùn)用了適配器模式团南,達(dá)到了無(wú)限適配、擁抱變化的目的炼彪。

七已慢、適配器模式的優(yōu)缺點(diǎn)

適配器模式的優(yōu)點(diǎn)

更好的復(fù)用性

系統(tǒng)需要使用現(xiàn)有的類,而此類的接口不符合系統(tǒng)的需要霹购。那么通過(guò)適配器模式就可以讓這些功能得到更好的復(fù)用佑惠。

更好的擴(kuò)展性

在實(shí)現(xiàn)適配器功能的時(shí)候,可以調(diào)用自己開發(fā)的功能齐疙,從而自然地?cái)U(kuò)展系統(tǒng)的功能膜楷。

適配器模式的缺點(diǎn)

過(guò)多的使用適配器,會(huì)讓系統(tǒng)非常零亂贞奋,不易整體進(jìn)行把握赌厅。比如,明明看到調(diào)用的是A接口轿塔,其實(shí)內(nèi)部被適配成了B接口的實(shí)現(xiàn)特愿,一個(gè)系統(tǒng)如果太多出現(xiàn)這種情況,無(wú)異于一場(chǎng)災(zāi)難勾缭。因此如果不是很有必要揍障,可以不使用適配器,而是直接對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行重構(gòu)俩由。

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